Cognition spatiale

En psychologie cognitive , la cognition spatiale désigne l'acquisition, l'organisation, l'utilisation et la révision des connaissances sur les environnements spatiaux. Elle s'intéresse davantage à la manière dont les animaux, y compris les humains, se comportent dans l'espace et aux connaissances qu'ils ont construites autour de celui-ci, plutôt qu'à l'espace lui-même. Ces capacités permettent aux individus de gérer des tâches cognitives de base et de haut niveau dans la vie quotidienne. De nombreuses disciplines (telles que la psychologie cognitive , les neurosciences , l'intelligence artificielle , les sciences de l'information géographique , la cartographie , etc.) travaillent ensemble pour comprendre la cognition spatiale chez différentes espèces, en particulier chez les humains. Ainsi, les études sur la cognition spatiale ont également contribué à relier la psychologie cognitive et les neurosciences. Les scientifiques des deux domaines travaillent ensemble pour comprendre le rôle que joue la cognition spatiale dans le cerveau ainsi que pour déterminer l'infrastructure neurobiologique environnante.

Chez l'homme, la cognition spatiale est étroitement liée à la façon dont les gens parlent de leur environnement, trouvent leur chemin dans un nouvel environnement et planifient des itinéraires. Ainsi, un large éventail d'études se basent sur les rapports des participants, les mesures de performance et autres, par exemple afin de déterminer les cadres de référence cognitifs qui permettent aux sujets d'accomplir des tâches. Dans ce contexte, la mise en œuvre de la réalité virtuelle devient de plus en plus répandue parmi les chercheurs, car elle offre la possibilité de confronter les participants à des environnements inconnus de manière hautement contrôlée. La cognition spatiale peut être envisagée d'un point de vue psychologique, ce qui signifie que le comportement des personnes dans cet espace est essentiel. Lorsque les personnes se comportent dans l'espace, elles utilisent des cartes cognitives , la forme la plus évoluée de la cognition spatiale. Lors de l'utilisation de cartes cognitives, des informations sur les points de repère et les itinéraires entre les points de repère sont stockées et utilisées. Ces connaissances peuvent être construites à partir de diverses sources ; à partir d'une vision et d'une locomotion (mouvement) étroitement coordonnées, mais aussi à partir de symboles cartographiques, de descriptions verbales et de systèmes de pointage informatisés. Selon Montello, l'espace fait implicitement référence au corps d'une personne et à ses actions associées. Il mentionne différents types d'espaces ; L'espace figuratif est un espace plus petit que le corps, l'espace de vue est plus étendu que le corps humain, l'espace environnemental est appris par la locomotion et l'espace géographique est le plus grand espace et ne peut être appris que par la représentation cartographique. Cependant, comme l'espace est représenté dans le cerveau humain, cela peut également conduire à des distorsions. Lors de la perception de l'espace et de la distance, une distorsion peut se produire. Les distances sont perçues différemment selon qu'elles sont considérées entre un lieu donné et un lieu qui a une forte saillance cognitive , c'est-à-dire qu'il se démarque. Différents lieux et distances perçus peuvent avoir un « point de référence », qui est mieux connu que d'autres, plus fréquemment visité et plus visible. Il existe également d'autres types de distorsions. En outre, il existe la distorsion dans l'estimation de la distance et la distorsion dans l'alignement des angles. La distorsion dans l'alignement des angles signifie que votre nord personnel sera considéré comme « le nord ». La carte est représentée mentalement en fonction de l'orientation du point de vue personnel de l'apprentissage. Étant donné que la distorsion perçue est « subjective » et n'est pas nécessairement corrélée à la « distance objective », des distorsions peuvent également se produire dans ce phénomène. Il peut y avoir une surestimation dans les itinéraires en centre-ville, les itinéraires avec virages, les itinéraires courbes et les bordures ou obstacles.

Une approche classique de l’acquisition de connaissances spatiales, proposée par Siegel et White en 1975, définit trois types de connaissances spatiales – les points de repère, la connaissance des itinéraires et la connaissance des relevés – et dresse un tableau de ces trois types comme des étapes dans un développement successif des connaissances spatiales.

Dans ce cadre, les points de repère peuvent être compris comme des objets saillants dans l'environnement d'un acteur, qui sont d'abord mémorisés sans information sur des relations métriques. En voyageant entre les points de repère, la connaissance des itinéraires évolue, ce qui peut être considéré comme une information séquentielle sur l'espace qui relie les points de repère. Enfin, une meilleure connaissance d'un environnement permet le développement de ce que l'on appelle la connaissance topographique, qui intègre à la fois les points de repère et les itinéraires et les relie à un système de coordonnées fixe, c'est-à-dire en termes de relations métriques et d'alignement sur des catégories absolues comme les relèvements au compas, etc. Cela se traduit par des capacités telles que la prise de raccourcis jamais empruntés auparavant, par exemple.

Plus récemment, de nouvelles découvertes ont remis en cause ce modèle d'acquisition de connaissances spatiales en forme d'escalier. Alors que la familiarité avec un environnement semble être un prédicteur crucial des performances de navigation, dans de nombreux cas, même les connaissances d'arpentage peuvent être établies après une exploration minimale d'un nouvel environnement.

Dans ce contexte, Daniel R. Montello a proposé un nouveau cadre, indiquant que les changements dans les connaissances spatiales en cours avec l'expérience croissante sont plutôt quantitatifs que qualitatifs, c'est-à-dire que les différents types de connaissances spatiales deviennent simplement plus précis et plus sûrs. De plus, l'utilisation de ces différents types semble dépendre principalement de la tâche, ce qui conduit à la conclusion que la navigation spatiale dans la vie quotidienne nécessite de multiples stratégies avec un accent différent sur les points de repère, les itinéraires et les connaissances générales de l'enquête.

L'espace peut être classé selon son extension comme le propose Montello , en distinguant l'espace figuratif, l'espace de vue, l'espace environnemental et l'espace géographique. L'espace figuratif est le premier et le plus restreint des espaces qui se réfère à la zone que le corps d'une personne couvre sans aucun mouvement, y compris les objets qui peuvent être facilement atteints. L'espace de vue est le deuxième sous-espace qui se réfère à l'espace au-delà du corps mais qui est encore suffisamment proche pour être complètement visualisé sans bouger, par exemple, une pièce. L'espace environnemental est le troisième sous-espace qui est dit « contenir » le corps en raison de sa grande taille et ne peut être pleinement exploré que par le mouvement puisque tous les objets et l'espace ne sont pas directement visibles, comme dans une ville. L'espace environnemental est le sous-espace le plus pertinent pour les humains pour la navigation car il permet le mieux de se déplacer dans l'espace afin de comprendre notre environnement. L'espace géographique est le dernier niveau car il est si vaste qu'il ne peut pas être exploré par le seul mouvement et ne peut être pleinement compris qu'à travers des représentations cartographiques qui peuvent illustrer un continent entier sur une carte.

Pour construire des connaissances spatiales, les individus construisent une réalité cognitive dans laquelle ils calculent leur environnement à partir d'un point de référence. Ce cadrage de l'environnement est un cadre de référence.

Habituellement, on fait une distinction entre les référentiels égocentriques (latin ego : « je ») et allocentriques (grec ancien allos : « autre, externe ») ; le référentiel égocentrique fait référence au fait de se placer dans l'environnement et de le voir à la première personne, ce qui signifie que les emplacements des objets sont compris par rapport à soi-même. Le référentiel égocentrique est centré sur le corps. Le référentiel allocentrique, en revanche, fait référence à l'emplacement des objets en fonction d'autres objets ou points de repère qui l'entourent. Le référentiel allocentrique est centré sur le monde qui vous entoure, et non sur vous-même. Cependant, une troisième distinction peut également être faite, à savoir le référentiel géocentrique. Il est similaire au référentiel allocentrique dans la mesure où il a la capacité d'encoder un emplacement indépendamment de la position de l'observateur. Il y parvient en encodant l'espace par rapport à des axes répartis sur un espace étendu, et non en se référant à des points de repère saillants. L'espace géocentrique est le plus souvent coordonné en termes de longitude et de latitude. La différence entre un référentiel allocentrique et un référentiel géocentrique est qu'un référentiel allocentrique est utilisé pour les environnements à plus petite échelle, tandis qu'un référentiel géocentrique est utilisé pour les environnements à grande échelle, comme la Terre.

Bien que les informations spatiales puissent être stockées dans ces différents cadres, elles semblent déjà se développer ensemble dès les premiers stades de l'enfance et semblent être nécessairement utilisées en combinaison pour résoudre les tâches de la vie quotidienne.

Un référentiel peut également être utilisé lors de la navigation dans l'espace. Dans ce cas, l'information est codée de manière à affecter la façon dont nous la mémorisons. Ce référentiel est utilisé lorsque l'observateur doit communiquer avec une autre personne au sujet des objets contenus dans cet espace.

Lors de la navigation dans un espace, un observateur peut adopter soit une perspective d'itinéraire, soit une perspective d'observation. Une perspective d'itinéraire est lorsque l'observateur navigue par rapport à son propre corps et à son emplacement, tandis qu'une perspective d'observation est une vue à vol d'oiseau de l'environnement, afin de naviguer dans un espace. L'utilisation d'une perspective d'itinéraire n'a aucune influence sur la perspective d'observation dans l'activation du cerveau, et vice versa. Une perspective peut être purement d'itinéraire ou d'observation, mais c'est souvent un mélange des deux qui est utilisé dans la navigation . Les gens peuvent passer de l'une à l'autre de manière transparente, et souvent sans s'en rendre compte.

La navigation active semble avoir un impact plus important sur l'établissement de la connaissance de l'itinéraire, tandis que l'utilisation d'une carte semble mieux soutenir la connaissance des enquêtes sur des environnements complexes à plus grande échelle.

Il existe également des différences individuelles en ce qui concerne l’expérience de l’espace et la cognition spatiale dont disposent les individus. En examinant les différences individuelles, il apparaît que la plupart des individus ont une préférence pour un cadre de référence avec une utilisation différente des stratégies pour représenter l’espace. Certaines personnes ont une préférence pour une vision d’itinéraire (également appelée stratégie d’itinéraire), tandis que d’autres ont une préférence pour une vision d’ensemble (également appelée stratégie d’enquête ou d’orientation). Les personnes qui préfèrent une perspective d’itinéraire ont également tendance à décrire un espace davantage dans un cadre de référence égocentrique. Les personnes qui ont une préférence pour une perspective d’ensemble ont également tendance à utiliser plus souvent un cadre de référence allocentrique. Il a été observé que ces derniers sont plus performants dans les tâches de navigation lorsqu’ils doivent apprendre un itinéraire à partir d’une carte. Ces différences individuelles sont autodéclarées à l’aide de questionnaires.

Cependant, le choix de la perspective est également influencé par les caractéristiques de l'environnement. Lorsqu'il n'y a qu'un seul chemin dans l'environnement, les gens choisissent généralement d'utiliser une perspective d'itinéraire. Lorsque l'environnement est ouvert et rempli de points de repère, cependant, les gens ont tendance à choisir une perspective d'enquête.

Dans ce contexte, une discussion a été engagée sur les différents cadres de référence, qui sont les cadres dans lesquels l'information spatiale est codée. En général, on peut distinguer deux d'entre eux : le cadre de référence égocentrique (en latin ego : « je ») et le cadre de référence allocentrique (en grec ancien allos : « un autre, externe »).

Dans un cadre de référence égocentrique, les informations spatiales sont codées en termes de relations avec le corps physique d'un navigateur, tandis que le cadre de référence allocentrique définit les relations des objets entre eux, qui sont indépendantes du corps physique d'un « observateur » et donc d'une manière plus absolue, qui prend en compte les conditions métriques et les alignements généraux comme les directions cardinales. Cela suggère que la connaissance de l'itinéraire, qui est soutenue par la navigation directe, est plus susceptible d'être codée dans un cadre de référence égocentrique et que la connaissance de l'enquête, qui est soutenue par l'apprentissage de la carte, est plus susceptible d'être codée à son tour dans un cadre de référence allocentrique. De plus, une interaction entre la vision égocentrique et allocentrique est possible. Cette combinaison est principalement utilisée pour imaginer un environnement spatial, et cela crée une représentation plus riche de l'environnement. Cependant, lorsqu'une perspective n'a pas encore été découverte, il est plus exigeant d'utiliser cette technique.

Comme il existe des biais dans d'autres domaines de la psychologie, il existe également des biais dans le concept de cognition spatiale. Les gens font des erreurs systématiques lorsqu'ils utilisent ou tentent de retenir des informations provenant de représentations spatiales de l'environnement, telles que des cartes géographiques. Cela montre que leur représentation mentale des cartes et les connaissances qu'elles reflètent sont systématiquement déformées. Les distorsions sont des erreurs répétitives (biais) que les gens montrent dans leurs cartes cognitives lorsqu'on leur demande d'estimer des distances ou des angles. Lorsque la perception spatiale naturelle d'un organisme est altérée, une distorsion spatiale apparaît. Celle-ci peut être créée expérimentalement dans une variété de modalités sensorielles. Différents types de distorsions existent.

Tout d’abord, les gens ont tendance à faire des erreurs lorsqu’il s’agit d’estimer une distance. Lorsqu’on les compare à leurs mesures réelles sur une surface courbe du globe, il existe une idée fausse de la forme, de la taille, de la distance ou de la direction entre les points de repère géographiques. Cela semble se produire parce qu’il est impossible d’afficher des surfaces 3D en deux dimensions parfaites. Les gens ont tendance à régulariser leurs cartes cognitives en déformant la position de caractéristiques relativement petites (par exemple, les villes) pour les rendre conformes à la position de caractéristiques plus grandes (par exemple, les frontières des États). Nos longueurs d’itinéraire ont tendance à être surestimées, les itinéraires avec des virages et des courbes majeurs sont estimés plus longs que les itinéraires linéaires. Lors de l’interprétation des relations géographiques entre deux emplacements qui se trouvent dans des entités géographiques ou politiques distinctes, les gens font d’énormes erreurs systématiques. La présence d’une frontière, physique aussi bien qu’émotionnelle, contribue aux biais dans l’estimation des distances entre les éléments. Les gens ont tendance à surestimer la distance entre deux villes qui appartiennent à deux régions ou pays différents. La distorsion de la distance peut également être causée par la présence de points de repère saillants. Certaines caractéristiques environnementales ne sont pas cognitivement égales ; certaines peuvent être plus grandes, plus anciennes, plus connues ou plus centrales dans nos activités quotidiennes. Ces points de repère sont fréquemment utilisés comme éléments de référence pour des éléments moins saillants. Lorsqu'un élément d'un lieu est plus saillant, la distance entre le point de référence et l'autre point est estimée comme plus courte.

Deuxièmement, il y a une distorsion en ce qui concerne l'alignement. L'alignement signifie un arrangement en ligne droite. Lorsque les objets sont alignés les uns avec les autres, il est beaucoup plus facile d'estimer la distance entre ces objets et de passer d'un point de vue égocentrique à l'autre. Lorsqu'une représentation mentale d'un environnement spatial doit être créée, les gens ont tendance à avoir beaucoup plus d'erreurs lorsque les objets d'un environnement spatial ne sont pas alignés les uns avec les autres. C'est particulièrement le cas lorsque les différents objets sont mémorisés séparément. Lorsqu'une personne voit un objet, il y aura moins d'erreurs dans la cognition spatiale lorsque le placement de cet objet fait face au nord égocentrique de la personne. Les performances dans la cognition spatiale sont les meilleures lorsque l'orientation est orientée vers le nord et diminuent linéairement avec l'angle de désalignement.

Enfin, l'angle dans lequel un objet est placé par rapport à un autre objet joue un rôle majeur dans les distorsions en matière de cognition spatiale. La quantité d'erreurs angulaires augmente considérablement lorsque l'angle entre deux objets dépasse 90 degrés. Ce phénomène se produit dans tous les groupes d'âge, par exemple les jeunes, les adultes d'âge moyen et les personnes âgées. Lorsqu'un angle est inconnu et doit être estimé, les personnes ont tendance à deviner près de 90 degrés. En outre, l'erreur angulaire augmente également lorsque l'objet ou le lieu vers lequel nous pointons (en dehors de notre champ visuel) est plus éloigné de notre espace égocentrique. La familiarité joue un rôle important. Les erreurs de pointage sont moins fréquentes vers des lieux familiers que vers des lieux inconnus. Lorsque les personnes doivent utiliser leur mémoire spatiale pour deviner un angle, les erreurs vers l'avant sont nettement plus petites que les erreurs vers l'arrière, ce qui implique que mémoriser la direction opposée est plus difficile que mémoriser la direction vers l'avant.

Il existe de nombreuses stratégies permettant de coder spatialement l’environnement, et elles sont souvent utilisées ensemble dans le cadre d’une même tâche. Dans une étude récente, König et aliae ont fourni des preuves supplémentaires en laissant les participants apprendre la position des rues et des maisons à partir d’une carte interactive. Les participants ont reproduit leurs connaissances en termes relatifs et absolus en indiquant la position des maisons et des rues les unes par rapport aux autres et leur emplacement absolu à l’aide des points cardinaux. Certains participants ont eu trois secondes pour former leur description, tandis que d’autres n’ont pas eu de limite de temps. Leurs conclusions montrent que les positions des maisons étaient mieux mémorisées dans les tâches relatives, tandis que les rues étaient mieux mémorisées dans les tâches absolues, et qu’une augmentation du temps alloué au raisonnement cognitif améliorait les performances dans les deux cas.

Ces résultats suggèrent que les objets circonscrits comme les maisons, qui seraient sensoriellement disponibles à un moment donné au cours d'une exploration active, sont plus susceptibles d'être codés de manière relative/binaire et que le temps consacré au raisonnement cognitif permet la conversion en un format codé absolu/unitaire, qui est la déduction de leur position absolue en ligne avec les directions cardinales, les relèvements de la boussole, etc. Au contraire, les objets plus grands et plus abstraits comme les rues sont plus susceptibles d'être codés de manière absolue dès le début.

Cela confirme l'idée des stratégies mixtes, dans ce cas, où les informations spatiales de différents objets sont codées de manières différentes au sein d'une même tâche. De plus, l'orientation et la localisation d'objets tels que les maisons semblent être principalement apprises de manière orientée vers l'action, ce qui est également conforme à un cadre énactif de la cognition humaine.

Dans une étude portant sur deux espèces de rongeurs congénères, les différences de taille de l'hippocampe entre les sexes ont été prédites par des modèles de cognition spatiale spécifiques au sexe. La taille de l'hippocampe est connue pour être en corrélation positive avec les performances dans le labyrinthe chez les souches de souris de laboratoire et avec la pression sélective pour la mémoire spatiale chez les espèces d'oiseaux passereaux. Chez les espèces de campagnols polygames (Rodentia : Microtus ), les mâles se déplacent plus largement que les femelles sur le terrain et obtiennent de meilleurs résultats aux mesures de laboratoire de la capacité spatiale ; ces deux différences sont absentes chez les espèces de campagnols monogames. Dix femelles et mâles ont été prélevés dans des populations naturelles de deux espèces de campagnols, le campagnol des prés polygame, M. pennsylvanicus , et le campagnol des pins monogame, M. pinetorum . Ce n'est que chez les espèces polygames que les mâles ont des hippocampes plus grands par rapport à l'ensemble du cerveau que les femelles. Cette étude montre que la cognition spatiale peut varier en fonction du sexe.

Une étude visait à déterminer si les seiches mâles ( Sepia officinalis ; mollusque céphalopode) parcourent une zone plus vaste que les femelles et si cette différence est associée à un dimorphisme cognitif dans les capacités d'orientation. Tout d'abord, nous avons évalué la distance parcourue par des seiches sexuellement immatures et matures des deux sexes lorsqu'elles étaient placées dans un champ ouvert (test 1). Ensuite, les seiches ont été entraînées à résoudre une tâche spatiale dans un labyrinthe en T , et la stratégie spatiale préférentiellement utilisée (virage à droite/gauche ou repères visuels) a été déterminée (test 2). Les résultats ont montré que les mâles sexuellement matures parcouraient une plus grande distance dans le test 1 et étaient plus susceptibles d'utiliser des repères visuels pour s'orienter dans le test 2, par rapport aux trois autres groupes.

La navigation est la capacité des animaux, y compris les humains, à localiser, suivre et suivre des chemins pour arriver à une destination souhaitée.

La navigation nécessite l'acquisition d'informations sur l'environnement à partir du corps et de repères de l'environnement comme cadres de référence pour créer une représentation mentale de l'environnement, formant une carte cognitive . Les humains naviguent en passant d'un espace à l'autre et en coordonnant à la fois des cadres de référence égocentriques et allocentriques.

La navigation comporte deux composantes principales : la locomotion et l'orientation. La locomotion est le processus de déplacement d'un endroit à un autre, chez les animaux, y compris les humains. La locomotion vous aide à comprendre un environnement en vous déplaçant dans un espace afin de créer une représentation mentale de celui-ci. L'orientation est définie comme un processus actif de suivi ou de décision d'un chemin entre un endroit et un autre par le biais de représentations mentales. Elle implique des processus tels que la représentation, la planification et la décision qui aident à éviter les obstacles, à maintenir le cap ou à réguler le rythme lors de l'approche d'objets particuliers.

La navigation et l'orientation peuvent être abordées dans l'espace environnemental. Selon la classification spatiale de Dan Montello , il existe quatre niveaux d'espace, le troisième étant environnemental. L'espace environnemental représente un très grand espace, comme une ville, et ne peut être pleinement exploré que par le mouvement puisque tous les objets et l'espace ne sont pas directement visibles. Barbara Tversky a également systématisé l'espace, mais cette fois en prenant en compte les trois dimensions qui correspondent aux axes du corps humain et de ses extensions : dessus/dessous, devant/derrière et gauche/droite. Tversky a finalement proposé une classification en quatre volets de l'espace navigable : l'espace du corps, l'espace autour du corps, l'espace de navigation et l'espace graphique.

Dans le domaine de la navigation humaine, les individus visualisent différents itinéraires dans leur esprit pour planifier leur trajet d'un endroit à un autre. Les éléments sur lesquels ils s'appuient pour planifier ces itinéraires varient d'une personne à l'autre et constituent la base de différentes stratégies de navigation.

Certaines personnes utilisent des mesures de distance et des termes directionnels absolus (nord, sud, est et ouest) afin de visualiser le meilleur chemin d'un point à un autre. L'utilisation de ces signaux externes plus généraux comme directions est considérée comme faisant partie d'une stratégie de navigation allocentrique. La navigation allocentrique est généralement observée chez les mâles et est bénéfique principalement dans les environnements vastes et/ou inconnus. Cela a probablement une base dans l'évolution lorsque les mâles devaient naviguer dans des environnements vastes et inconnus pendant la chasse. L'utilisation de stratégies allocentriques lors de la navigation active principalement l'hippocampe et le parahippocampe dans le cerveau. Cette stratégie de navigation repose davantage sur une carte mentale et spatiale que sur des signaux visibles, ce qui lui donne un avantage dans les zones inconnues mais une flexibilité pour être également utilisée dans des environnements plus petits. Le fait que ce soient principalement les mâles qui privilégient cette stratégie est probablement lié à la généralisation selon laquelle les mâles sont de meilleurs navigateurs que les femelles car elle est plus à même d'être appliquée dans une plus grande variété de contextes.

La navigation égocentrique repose sur des repères plus locaux et des directions personnelles (gauche/droite) pour naviguer et visualiser un chemin. Cette dépendance à des stimuli plus locaux et bien connus pour trouver son chemin rend son application difficile dans de nouveaux endroits, mais est plus efficace dans des environnements plus petits et familiers. Du point de vue de l'évolution, la navigation égocentrique vient probablement de nos ancêtres qui cherchaient leur nourriture et devaient pouvoir retourner quotidiennement aux mêmes endroits pour trouver des plantes comestibles. Cette recherche de nourriture se faisait généralement dans des zones relativement proches et était le plus souvent effectuée par les femmes dans les sociétés de chasseurs-cueilleurs. Les femmes, aujourd'hui, savent généralement mieux où se trouvent divers points de repère et s'appuient souvent sur eux pour donner des directions. La navigation égocentrique provoque des niveaux élevés d'activation dans le lobe pariétal droit et les régions préfrontales du cerveau qui sont impliquées dans le traitement visuospatial.

Franz et Mallot ont proposé une hiérarchie de navigation dans Robotics and Autonomous Systems 30 (2006) :

Il existe deux types d'orientation humaine : assistée et non assistée. L'orientation assistée nécessite qu'une personne utilise différents types de supports , tels que des cartes , un GPS , une signalisation directionnelle , etc., dans son processus de navigation, ce qui implique généralement un faible raisonnement spatial et est moins exigeant sur le plan cognitif.

L'orientation non assistée n'implique aucun dispositif de ce type pour la personne qui navigue. L'orientation non assistée peut être subdivisée en une taxonomie de tâches selon qu'elle est dirigée ou non, ce qui fait essentiellement la distinction entre l'existence ou non d'une destination précise : l'orientation non dirigée signifie qu'une personne explore simplement un environnement pour le plaisir sans destination définie.

L'orientation dirigée peut être subdivisée en recherche et approximation de la cible. La recherche signifie qu'une personne ne sait pas où se trouve la destination et doit la trouver soit dans un environnement inconnu, ce qui est qualifié de recherche non informée, soit dans un environnement familier, ce qui est qualifié de recherche informée.

En revanche, dans l'approximation de la cible, le navigateur connaît l'emplacement de la destination, mais une autre distinction est faite selon que le navigateur sait ou non comment arriver à destination. Le suivi du chemin signifie que l'environnement, le chemin et la destination sont tous connus, ce qui signifie que le navigateur suit simplement le chemin qu'il connaît déjà et arrive à destination sans trop réfléchir. Par exemple, lorsque vous êtes dans votre ville et que vous marchez sur le même chemin que vous empruntez normalement pour vous rendre de votre domicile à votre travail ou à votre université.

Cependant, la recherche de chemin signifie que le navigateur sait où se trouve la destination mais ne connaît pas le chemin à suivre pour y arriver : vous savez où se trouve un magasin spécifique mais vous ne savez pas comment y arriver ni quel chemin prendre. Si le navigateur ne connaît pas l'environnement, on parle de recherche de chemin, ce qui signifie que seule la destination est connue alors que ni le chemin ni l'environnement ne le sont : vous êtes dans une nouvelle ville et vous devez arriver à la gare mais vous ne savez pas comment vous y rendre.

La planification d'itinéraire, en revanche, signifie que le navigateur sait à la fois où se trouve la destination et connaît l'environnement, de sorte qu'il n'a besoin que de planifier l'itinéraire ou le chemin qu'il doit emprunter pour arriver à sa cible. Par exemple, si vous êtes dans votre ville et que vous devez vous rendre dans un magasin spécifique dont vous connaissez la destination, mais que vous ne connaissez pas le chemin spécifique que vous devez emprunter pour y arriver.

La navigation et l'orientation peuvent différer selon les personnes en fonction du sexe, de l'âge et d'autres caractéristiques. Dans le domaine de la cognition spatiale, ces facteurs peuvent être les suivants :

• Capacités visuospatiales. c'est-à-dire la génération, la rétention et la transformation d'images visuelles abstraites. Les capacités visuospatiales peuvent être distinguées en sous-facteurs tels que la perception spatiale , la visualisation spatiale et la rotation mentale et mesurées à l'aide de tâches spécifiques.
• Inclinations liées à l'espace : c'est-à-dire les préférences autodéclarées (à l'aide de questionnaires) liées aux informations et aux paramètres spatiaux et environnementaux tels que l'anxiété spatiale , le sens de l'orientation (évaluation personnelle de sa capacité à s'orienter et à se localiser dans un environnement), la préférence d'enquête et d'itinéraire (également appelées stratégies d'orientation et d'itinéraire ; la manière préférée des personnes de représenter l'environnement sous forme de carte ou du point de vue de la personne), le plaisir d'explorer (les personnes qui aiment l'exploration) et l'auto-efficacité spatiale (la croyance de pouvoir accomplir une tâche spatiale).

Les approches expérimentales, corrélationnelles et d'études de cas sont utilisées pour trouver des modèles dans les différences individuelles. L'approche des corrélations est basée sur une modalité permettant de comprendre les différences individuelles dans les capacités de navigation et d'orientation pour comparer des groupes ou examiner la relation entre les variables au niveau continu. L'approche expérimentale examine la causalité de la relation entre les variables. Elle manipule une variable (variable indépendante) et étudie l'impact sur le rappel de l'environnement (variable dépendante). L'approche des études de cas est utilisée pour comprendre dans quelle mesure un profil particulier est lié à la représentation spatiale et aux caractéristiques associées telles que les cas de lésions cérébrales ou de maladies dégénératives (impliquant les structures cérébrales et le réseau de la carte cognitive) ou les cas de difficultés cognitives et comportementales dans l'acquisition d'informations sur l'environnement en l'absence de déficits cérébraux (comme dans le cas de la désorientation topographique développementale ).

Les données montrent qu'il existe un lien entre les capacités spatiales à petite échelle et les capacités spatiales à grande échelle. Plus précisément, il existe une relation entre les capacités visuospatiales (capacités à petite échelle) et les attitudes d'orientation (auto-évaluation spatiale à grande échelle) sur la capacité d'une personne à créer une représentation mentale de l'environnement, ou représentation de l'environnement (capacités à grande échelle).

Les données présentées dans cette section se concentreront sur les résultats de recherche issus d'études corrélationnelles. Les études corrélationnelles entre variables à un niveau continu visent à tester le degré auquel les capacités cognitives visuospatiales à petite échelle et les capacités à grande échelle sont liées.

De plus, les études corrélationnelles sont également basées sur la comparaison de groupes sur des différences individuelles de navigation et sont liées à l'orientation. Cela peut impliquer de comparer les scores extrêmes des différences individuelles des participants (auto-évaluations élevées ou faibles en matière d'attitude d'orientation, capacités à petite échelle élevées ou faibles) et d'examiner la différence dans l'apprentissage spatial et environnemental. Ou comparer les performances extrêmement élevées et faibles (après une tâche d'apprentissage environnemental, élevées ou faibles) et examiner la différence dans les capacités spatiales à petite échelle et les attitudes d'orientation.

En ce qui concerne les études corrélationnelles au niveau continu, une étude pionnière a été réalisée par Allen et al. (1996). Ils ont demandé aux participants de se promener dans une petite ville. Les auteurs ont mesuré les performances de rappel et évalué les capacités visuospatiales (à petite échelle). Les capacités visuospatiales ont été mesurées en évaluant les tâches de visualisation spatiale, de rotation mentale et de mémoire spatiale. Le modèle d'équation structurelle a montré que la mémoire séquentielle spatiale sert de médiateur dans la relation entre le facteur de capacité visuospatiale et la connaissance de l'environnement

De plus, Hegarthy et al. (2006) ont demandé aux participants d'apprendre un chemin dans un environnement réel, virtuel et enregistré sur vidéo. Après la phase d'apprentissage, on leur a demandé d'estimer la distance et la direction de certains points de repère dans l'environnement. Les participants ont effectué une batterie de tâches verbales et spatiales.

Français En utilisant un modèle d'équation structurelle, les résultats indiquent que les facteurs de sens de l'orientation et de capacité spatiale sont liés ; et que les deux facteurs sont liés à la capacité verbale. Cependant, la capacité verbale ne prédit pas l'apprentissage de l'environnement (navigation). Au lieu de cela, la capacité spatiale et le sens de l'orientation prédisent l'apprentissage environnemental, le sens de l'orientation prédit l'expérience directe et la capacité visuospatiale partage un lien étroit avec l'apprentissage visuel (à la fois virtuel et vidéo). Les deux études corrélationnelles ont montré la relation entre les capacités spatiales à petite échelle et les capacités spatiales à grande échelle (examinées avec l'apprentissage de la navigation). Allen et al., (1996) suggèrent que la relation entre ces variables est médiatisée. Une confirmation que la relation entre les capacités spatiales à petite échelle et les capacités spatiales à grande échelle peut être médiatisée est démontrée par d'autres preuves. Par exemple, Meneghetti et al., (2016) ont montré que les capacités de rotation mentale (capacité à petite échelle) sont liées à l'apprentissage de l'environnement (chemin acquis virtuellement - une reproduction de la capacité à grande échelle-) par la médiation de la mémoire de travail visuospatiale (c'est-à-dire la capacité de traiter et de maintenir des informations visuospatiales temporaires).

Un exemple de comparaison de groupe basée sur les préférences individuelles est proposé par Pazzaglia et Taylor (2007). Ils ont sélectionné des individus avec des préférences élevées et faibles en matière d'enquête (c'est-à-dire une préférence pour former une carte mentale) pour examiner la différence de performance dans l'apprentissage de l'environnement (par plusieurs tâches). Les résultats ont montré que le groupe avec une forte enquête a réalisé de meilleures performances, en particulier moins d'erreurs de navigation, que le groupe avec une faible enquête.

Un exemple de comparaison de groupe basée sur la performance de l'environnement spatial est proposé par Weisberg et al. (2014). Ils ont demandé aux participants d'apprendre des chemins dans un environnement virtuel. Ils ont été testés pour leurs capacités visuospatiales (à petite échelle) et leurs préférences d'orientation. Ensuite, ils ont effectué des performances de pointage (à l'intérieur et entre les itinéraires) et la construction de modèles. Les résultats ont montré que les participants réalisant de bonnes performances de pointage (entre et à l'intérieur des chemins) ont montré de grandes capacités visuospatiales (rotation mentale) et des préférences d'orientation (sens de l'orientation).

Le sexe est une source de différences individuelles dans la navigation et l'orientation. Les hommes font preuve de plus de confiance lors de la navigation par rapport aux femmes et dans la précision de la représentation de l'environnement final, même la différence entre les sexes peut être atténuée par certains facteurs (variables de résultat, retour d'information, familiarité).

Les femmes ressentent des niveaux d'anxiété spatiale plus élevés que les hommes. De plus, deux stratégies d'orientation différentes sont utilisées par les hommes et les femmes : les femmes préfèrent utiliser davantage la stratégie d'itinéraire, tandis que les hommes utilisent davantage la stratégie d'enquête (orientation). La stratégie d'itinéraire est liée au suivi des instructions directionnelles, tandis que la stratégie d'enquête (orientation) est l'utilisation de références dans l'environnement par rapport à leur position.

En examinant les relations au niveau continu, le genre est un prédicteur qui peut influencer le succès de la navigation - les hommes comme les femmes peuvent réussir. Cependant, la capacité à former des représentations mentales de nouveaux environnements après la navigation est influencée par différents modèles de relations impliquant la stratégie , les croyances/ l'auto-efficacité et les capacités cognitives visuospatiales . Par conséquent, les hommes comme les femmes impliquent l'utilisation de facteurs individuels, de capacités et d'inclinations visuospatiales qui, avec différents modèles de relations, influencent la performance de navigation et d'orientation.

Chez les personnes âgées, les capacités dans le domaine spatial diminuent. Il s’agit toutefois d’une généralisation qui peut être sujette à erreur. En effet, il est nécessaire de considérer le type de capacité spatiale que nous considérons, qu’il s’agisse d’une capacité spatiale à petite ou à grande échelle ou d’auto-évaluations spatiales (comme les attitudes d’orientation), et la manière dont ces variables sont liées les unes aux autres. De plus, d’autres facteurs qui diminuent avec l’âge pourraient également avoir un impact sur les capacités spatiales, comme les fonctions de mémoire , le contrôle exécutif et d’autres facteurs cognitifs.

Les capacités à petite échelle, telles que la rotation mentale , la visualisation spatiale , la perception spatiale, et la prise de perspective déclinent. Même le cours de cette diminution est lié au type de capacités, aux caractéristiques de la tâche et à d'autres différences individuelles (comme le sexe et l'expertise dans ces capacités). En général, les capacités déclinent vers 60 ans et peuvent commencer dès 50 ans en ce qui concerne la prise de perspective.

En ce qui concerne les attitudes d'orientation , généralement autodéclarées, les données suggèrent qu'elles ont tendance à être assez stables tout au long de la vie, comme le sens de l'orientation, avec quelques changements tels qu'une légère augmentation de l'anxiété spatiale .

Les capacités d’apprentissage et de représentation spatiales ont également tendance à diminuer avec l’âge. Les différences entre les jeunes et les adultes plus âgés sont liées à plusieurs facteurs, tant au niveau individuel qu’au niveau environnemental. En effet, les adultes plus âgés sont plus susceptibles de décliner dans les tâches spatiales basées sur des connaissances allocentriques (relations de soi à l’objet) par rapport aux connaissances égocentriques (relations de soi à l’objet). Lorsque la tâche nécessite de reconnaître des informations, la différence d’âge est moindre par rapport au moment où le rappel actif est requis. Lorsque l’environnement est familier, il est moins sujet aux différences de genre par rapport aux jeunes adultes. Dans des études portant sur des adultes en bonne santé âgés de 18 à 78 ans, il a été constaté que la difficulté augmentait, en particulier à partir de 70 ans. Les facteurs biologiques impliqués dans le déclin sont la diminution de l’activité de l’ hippocampe , du gyrus parahippocampique et du cortex rétrosplénial , ce qui entraîne des difficultés à acquérir de nouvelles connaissances spatiales et à les appliquer.

Malgré le déclin des capacités spatiales (comme la mémoire de travail visuospatiale et la rotation), les capacités spatiales et les attitudes d'orientation contribuent à des degrés divers au maintien de l'apprentissage spatial et de la précision de navigation chez les personnes âgées. En effet, des études menées auprès d'échantillons de personnes âgées ont montré que malgré le déclin des capacités spatiales (à petite échelle), ces dernières jouent toujours un rôle fonctionnel dans l'apprentissage de l'environnement. D'autres études ont montré le rôle positif des attitudes d'orientation, comme le plaisir d'explorer des lieux, dans le maintien de la précision de l'apprentissage spatial. Cela est bénéfique car l'apprentissage spatial est crucial pour la sécurité des personnes âgées et, par conséquent, pour leur autonomie, un indicateur de qualité de vie.