Cours 1 : La cognition vue par la psychologie et les neurosciences

Question 1

Qu’est-ce qu’implique la cognition?

Answer 1

• De percevoir
• De porter attention
• De se souvenir
• De catégoriser des items
• De visualiser
• De comprendre et produire le Langage
• De résoudre des problèmes
• De raisonner et prendre des décisions

Question 2

Qu’est-ce qu’implique donc la cognition?

Answer 2

• Tout ceci implique également des processus dont nous n’avons pas
  conscience.
• Cas extrême de personnes dans le coma. (même si ne peuvent pas réagir, on enregistre quand même une activité cérébrale intense)

Question 3

Qu’est-ce que la psychologie cognitive

Answer 3

La branche de la psychologie qui concerne l’étude scientifique de l’esprit ou états mentaux.
- L’esprit? Mais c’est quoi?

Question 4

Quelle est la définition de l’esprit dans la psychologie cognitive?

Answer 4

• L’esprit crée et contrôle les fonctions mentales telles la perception,
  l’attention, la mémoire, les émotions, le langage, les décisions, la réflexion et le raisonnement.
• L’esprit est un système qui crée des représentations du monde qui nous permettent d’agir au sein de ce monde et qui nous permet d’atteindre nos objectifs.

Question 5

Qui est Donders et quelle expérience a effectué Donders?

Answer 5

• Un des premiers psychologues cognitifs
• A mesuré le temps que cela pouvait
  prendre pour effectuer une décision.
• Expérience de Temps de Réaction (TR)
  • Mesure l’intervalle entre la présentation du stimulus et la réponse de la personne à ce stimulus
• Tâche de TR simple:
  • Les participants doivent appuyer sur un bouton le plus rapidement possible lors de l’apparition d’une lumière.
• Tâche de TR de choix:
  • Les participants doivent appuyer sur un bouton si la lumière apparaît à droite et sur un autre bouton si elle apparaît à gauche.
• TR de choix – TR simple = Temps pour effectuer une decision
  • TR de choix = 1/10ème sec plus longue que le TR simple
  • 1/10ème sec pour prendre une decision
• Ainsi les processus mentaux ne peuvent être mesurer directement mais peuvent être inférés par le comportement du participant.

Question 6

Qui est Ebbinghaus et quelle expérience a-t-il effectué?

Answer 6

• Un des premiers psychologues cognitifs
• Il lit une liste de syllabes non-sensées à voix haute pour déterminer le nombre de répétitions nécessaires pour dire la liste sans erreurs.
• Suite à un certain temps, il réapprend la liste.
• A appris plusieurs listes à plusieurs intervalles de rétention
  • Intervalle court = moins de répétitions pour apprendre
• Gains = (Temps original pour apprendre la liste) – (Temps pour apprendre la liste à nouveau suivant un délai)
• La courbe de gain montre les gains en fonction de l’intervalle de rétention

Question 7

Qu’est-ce que le structuralisme et quel psychologue a mené ce courant de pensée?

Answer 7

Wundt (1879) :
- Premier laboratoire de psychologie, University of Leipzig, Germany
Approche structuraliste : Décomposer les processus mentaux conscients (expériences) en composantes de base les plus simples (structures), telles les sensations. La compréhension de l’esprit passe par la connaissance des relations entre les éléments de base qui le constituent.
Méthode introspection analytique :
- Les participants sont entraînés à décrire leurs expériences et pensées en réponse à un stimulus.

Question 8

Qu’est-ce que le fonctionnalisme et quel psychologue a mené ce courant de pensée?

Answer 8

William James (1890) :
- Critique du structuralisme
Approche :
- Fonctionnalisme : Utilité de la conscience et du comportement.
Méthode :
- Ces observations étaient basées sur ces propres expériences et a pour objectif de comprendre les fonctions de l’esprit et le but des habiletés de l’esprit.
- A abordé plusieurs processus de la cognition, tels la pensée, la conscience, l’attention, la mémoire, la perception, l’imagination et le raisonnement.

Question 9

Qui est John Watson et quel courant de pensée a-t-il mené?

Answer 9

• A noté deux problèmes au structuralisme et au
  fonctionnalisme :
  • Les résultats sont extrêmement variables d’une personne à une autre, notamment dans la description des expériences.
  • Les résultats sont difficiles à vérifier et à associer avec des processus mentaux internes ‘invisibles’.
• John Watson a proposé une nouvelle approche, le béhaviorisme:
  • Supprime l’esprit comme était une matière d’étude :
  • La science doit être basée sur des phénomènes observables.
  • La conscience n’est pas observable.
  • Le comportement est observable.
  • La psychologie doit être la science du comportement.

Question 10

Qu’est-ce que l’expérience du ‘‘Little Albert’’?

Answer 10

Watson and Rayner (1920)
- Expérience “Little Albert”
Conditionnement classique à la peur :
- Un bébé de 9 mois du nom d’Albert a commencé à avoir peur d’un rat, et ce, dû au fait qu’un son bruyant a été pairé/associé avec chaque présentation visuelle du rat.
- Le comportement peut être analyser sans référence à l’esprit.
- Examine comment une association entre un stimulus et un autre
affecte le comportement.
- Association entre un évènement neutre avec un évènement nonneutre qui produit de manière innée une réaction.
- Après plusieurs associations, l’évènement neutre produit maintenant une réaction.
- Manipuler les stimuli et mesurer les réponses.

Question 11

Qu’est-ce que la découverte de Pavlov du conditionnement classique?

Answer 11

Conditionnement stimulus – stimulus :

• Stimulus inconditionné : nourriture
• Stimulus conditionné : son de cloche
• Réponse : salive de l’animal

Question 12

Qu’est-ce que le conditionnement opérant de Skinner?

Answer 12

B.F. Skinner (1938)
- Veut déterminer la relation qui existe entre le stimulus et la réponse.
Conditionnement opérant
- Conditionnement stimulus-réponse :
• Stimulus conditionné : lumière verte
• Réponse : animal appuie sur le levier
• Renforcement : animal reçoit de la nourriture
- Module le comportement par un système de récompenses et de punitions.
• Le comportement récompensé par l’ajout d’un stimulus favorable ou le retrait d’un stimulus aversif est plus susceptible d’être répété (renforcement positif et négatif, respectivement).
• Le comportement punit par l’ajout d’un stimulus aversif ou le retrait d’un stimulus favorable est moins susceptible d’être répété (punition positive et négative, respectivement)

Question 13

Quelle est l’ordre chronologique de l’apogée de la psychologie cognitive?

Answer 13

• Donders : Reaction time, 1868
• Wundt : Scientific psychology laboratory, 1879
• Ebbinghaus : Forgetting curve, 1885
• James : Principles of psychology, 1890
• Watson : Behaviorism
• Skinner : Operant conditioning

Question 14

Qui et comment a-t-on réintroduit la notion de l’esprit dans la psychologie?

Answer 14

Tolman (1948)
• A entraîné des rats à trouver de la nourriture dans un labyrinthe à quatre prolongations.
- Deux interprétations en concurrence:
• Le béhaviorisme prédit que les rats ont appris à, par exemple, tourner à droite pour trouver la nourriture. Si on change leur position initiale, ils vont quand même tourner à droite.
• Tolman, lui, postulait que les rats avaient créé une map cognitive du labyrinthe et naviguaient vers une prolongation spécifique peu importe leur position initiale.
- Qu’est-ce qui se passe lorsque les rats sont placés dans une autre prolongation du labyrinthe?
• Les rats vont spécifiquement vers la
prolongation où se trouve la nourriture.
• Supporte l’hypothèse de Tolman.
• Ne supporte pas l’interprétation béhavioriste.

Question 15

Qu’est-ce qui a contribué au déclin du béhaviorisme?

Answer 15

Skinner (1957) : Sur le comportement verbal
• Argumente que les enfants apprennent le langage via le conditionnement opérant.
• Les enfants imitent les paroles qu’ils entendent.
• Les paroles correctes sont récompensées.
Controverses sur l’acquisition du langage.
Chomsky (1959) :
•Argumente que les enfants n’apprennent pas le langage
seulement par imitation et renforcement.
•Les enfants disent certaines choses qu’ils n’ont jamais entendues
et imitées.
•Les enfants disent des choses qui sont incorrects même s’ils n’ont
pas été récompensé pour.
Le langage doit être déterminé par un programme biologique
inné.

Question 16

Quelles sont les techniques pour comprendre les comportements cognitifs complexes?

Answer 16

• Mesurer le comportement observable.
• Faire des inférences à propos de l’activité cognitive sous-jacente.
• Comprendre ce que ce comportement signifie par rapport à comment l’esprit fonctionne.

Question 17

Qu’est-ce que la révolution cognitive?

Answer 17

• Passe d’une relation béhavioriste réponse-stimulus à une approche qui essaie d’expliquer le comportement en termes permettant d’expliquer les notions de l’esprit.
• Or, on veut garder les avancées méthodologiques des béhavioristes. On a besoin d’un nouvel outil pour observer les phénomènes mentaux.
• La solution émergera du milieu des mathématiques, grâce à la machine de Turing qui va mené au développement du premier ordinateur.

Question 18

Qu’est-ce qui a permis au cognitivisme de voir le jour?

Answer 18

La machine de Turing a mené au développement du premier ordinateur programmable en 1950.
- L’ordinateur programmable correspond à l’outil dont la psychologie avait besoin pour observer les processus mentaux.
• Les processus liés à la pensée ne sont plus si subjectifs si on peut les
programmer, les simuler, puis les observer.
• Il faudrait juste trouver le bon programme qui correspond à la cognition humaine!
• Mène à la possibilité de comparer l’intelligence artificielle à la cognition humaine.

Question 19

Comment a vu le jour l’intelligence artificielle et théorie de l’information?

Answer 19

Intelligence artificielle et théorie de l’information :
- “making a machine behave in ways that would be called intelligent if a human were so behaving.” (McCarty et al., 1955).
- Newell and Simon (1955-1956) ont créé le programme des théoriciens logiques qui était capable d’appliquer la logique rudimentaire pour créer des théorèmes mathématiques. Ont créé le premier programme d’intelligence artificielle.
- Intelligence artificielle en neurosciences cognitives (apprentissage machine et
apprentissage profond):
• Capacité d’une machine de prédire des évènements, distinguer ou catégoriser des objets, un langage, un comportement, etc… Reproduit le comportement humain grâce à un algorithme et des modèles.

Question 20

Quelle étude, dans le domaine du cognitivisme, a effectué Cherry (1953)?

Answer 20

Écoute dichotique :

• Présente un message auditif A à l’oreille gauche.
• Présente un message auditif B à l’oreille droite.
• L’attention est portée sur un des deux messages.
• Les participants étaient capables de porter attention et de rapporter le message qu’ils suivaient.

Question 21

Quelle est le diagramme créé par Broadbent (1958)?

Answer 21

• Flow diagram
• Représentation schématique illustrant ce qui se passe lorsqu’un individu dirige son attention vers un stimulus.
• L’information non attendue ne passe pas par le filtre.

Question 22

Comment est-ce que la recherche progresse d’une question à une autre dans la recherche en psychologie moderne?

Answer 22

1. Commencer avec ce qui est connu
2. Poser des questions
3. Développer les expériences
4. Obtenir et interpréter les résultats
5. Utiliser les résultats comme bases pour de nouvelles questions et expériences de recherche

Question 23

Qu’est-ce que la physiologie de la cognition?

Answer 23

• La neuropsychologie est l’étude des comportements humains suite à une lésion cérébrale.
• L’électrophysiologie est l’étude des réponses électriques du système nerveux, incluant les neurones.
• L’imagerie cérébrale est l’étude de l’activité des aires cérébrales (Tomographie par émission de positrons (TEP), imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) )

Question 24

Qu’est-ce que la neuroscience cognitive?

Answer 24

• C’est l’étude des bases physiologiques de la cognition.

- Implique de comprendre le système nerveux et les unités individuelles qui constituent ce système.

Question 25

Qu’est-ce que les niveaux d’analyse?

Answer 25

• Nous n’examinons pas les sujets d’intérêts d’une seule perspective, mais plutôt il faut les voir de plusieurs angles et de différents points de vue.
• Chaque “point de vue” peut apporter une petite part d’informations, qui lorsque considérée dans un tout, permet une compréhension plus approfondie.

Question 26

Quelles sont les deux hypothèses par rapport au réseau de neurones?

Answer 26

Première hypothèse :
- Les interconnexions des neurones créent un réseau de nerfs qui ressemble à un réseau continu similaire à des autoroutes.
• Ceci permet que la communication entre les signaux se produisent de manière presque continue à travers le réseau.
Deuxième hypothèse :
- Ceci a été contredit par la doctrine neuronale de Ramon y Cajal (prix Nobel en 1906).
• Établissent que les nerfs individuels des cellules transmettent le signal, mais ne sont pas continus avec les autres cellules.

Question 27

Qu’est-ce qu’un neurone?

Answer 27

• Cellules spécialisées qui créent, reçoivent et transmettent l’information au système nerveux.
• Chaque neurone a un corps cellulaire, un axone et des dendrites.

Question 28

Quelles sont les différentes composantes du neurone?

Answer 28

Corps cellulaire:
- Contient les mécanismes permettant la survie de la cellule
- Répondeur
Dendrites :
- Branches multiples qui s’étendent du corps cellulaire, qui reçoivent de l’information d’autres neurones.
- Receveurs
Axones :
- Tube rempli de fluides qui transmet le signal électrique à d’autres neurones.
- Transmetteur

Question 29

Comment est-ce que les neurones communiquent?

Answer 29

• Synapse : Espace entre l’axone d’un neurone et une dendrite OU entre l’axone et le corps cellulaire d’un autre neurone.
• Vésicules synaptiques : Sac contenant des neurotransmetteurs qui sont libérés dans la fente synaptique lorsque le potentiel d’action atteint la fin de l’axone.
• Neurotransmettreurs : Molécules chimiques qui affectent le signal électrique reçu par le neurone en traversant la synapse et en se liant aux récepteurs des dendrites.
• Potentiel d’action :
  • Les neurones reçoivent des signaux de l’environnement.
  • L’information voyagent à travers l’axone du neurone jusqu’aux dendrites d’un autre neurone.
• Mesures des potentiels d’action :
  • Les microélectrodes enregistrent le signal électrique.
  • Placées près du neurone
  • Actives pour ~1 seconde. L’amplitude n’est pas mesurée, elle reste constante.
  • La fréquence de décharge est mesurée.
  • Intensités faibles: Décharges lentes.
  • Intensités élevées: Décharges rapides.

Question 30

Comment est-ce qu’Hubel et Wiesel représente le cerveau?

Answer 30

Détecteur de caractéristiques :

Trouvent des neurones qui répondent spécifiquement ou de manière préférentielle à un certain type de stimulus.

Question 31

Qu’est-ce que le traitement hiérarchique du cerveau?

Answer 31

• Lorsque nous percevons différents objets, notre cerveau le fait dans un ordre spécifique, allant des régions de bas niveaux aux régions de hauts niveaux.
• L’ascension d’une région cérébrale de bas à haut niveau correspond à la perception de l’objet d’un traitement de peu complexe à un traitement très complexe.

Question 32

Quels sont les différents types de codage des neurones dans la représentation du cerveau?

Answer 32

• Codage spécifique : Représentation d’un stimulus spécifique par la décharge de neurones spécifiques qui sont spécialisés dans le traitement d’un certain type de stimulus
• Codage d’une population : Représentation d’un objet particulier par un pattern de décharges d’un grand nombre de neurones.
• Codage sporadique : Représentation d’un objet particulier par un pattern de décharges d’un petit groupe de neurones, alors que la plus part des neurones demeurent silencieux.

Question 33

Qu’est-ce que le localisationnisme?

Answer 33

• Certaines fonctions spécifiques sont associées à des régions spécifiques du cerveau.
• Le fonctionnement cognitif est altéré de manière spécifique suite à la lésion d’une région du cerveau.
• Le cortex cérébral cortex (3-mm d’épaisseur qui couvre le cerveau) contient les mécanismes responsables pour la plupart des fonctions cognitives.

Question 34

Où sont localisées les différentes fonctions du langage dans le cerveau?

Answer 34

• La production du langage est altérée par une lésion de l’aire de Broca dans le lobe frontal.
• La compréhension du langage est altérée par une lésion de l’aire de Wernicke dans le lobe temporal.

Question 35

Où sont localisées les différentes fonctions de la perception dans le cerveau?

Answer 35

Aires primaires des sensations :
- Lobe occipital : vision
- Lobe pariétal : touché, température, douleur
- Lobe temporal : ouïe, goût, odorat
- Coordination de l’information reçue de
tous les sens : Lobe frontal

Question 36

Quel est le principe de dissociation?

Answer 36

Simple dissociation :
- Montre l’utilisation de systèmes séparés.
- On peut montrer que deux processus psychologiques A et B dépendent de systèmes cognitifs/aires cérébrales séparés s’il est possible d’influencer le
processus A sans affecter le processus B.
- Méthode neuropsychologique
- Étudier les patients avec lésions cérébrales.
- « Imperfection » des lésions… Méthode empirique
- Définir une tâche qui peut bloquer l’action du système responsable du processus A tout en laissant le processus B intact
- Problème de pureté des tâches…
- Simple dissociation : Lorsqu’une lésion de l’aire de Broca se produit, la production du langage est affectée, mais pas la compréhension du langage. L’aire de Broca est associée spécifiquement à la production du langage.
- Double dissociation : Lorsqu’une lésion à une région du cerveau supprime la fonction A alors que la fonction B persiste, et qu’une lésion d’une autre région du cerveau supprime la fonction B, mais non la A. Permet d’identifier les différentes aires du cerveau responsables de fonctions spécifiques.

Question 37

Donnez quelques exemples de la localisation des fonctions?

Answer 37

• Fusiform face area (FFA) répond de manière spécifique aux visages. Se retrouve dans le lobe temporal. Une lésion de cette aire cause la prosopagnosie (incapacité de reconnaître des visages).
• Parahippocampal place area (PPA) répond de manière spécifique aux lieux (endroits intérieurs/extérieurs). Se retrouve dans le lobe temporal.
• Extrastriate body area (EBA) répond de manière spécifique aux images de corps et parties de corps

Question 38

Qu’est-ce que le courant globaliste dans la représentation distribué du cerveau?

Answer 38

• Le courant globaliste: En addition avec la localisation de fonctions, il
  y a des fonctions spécifiques qui sont traitées par différentes aires du cerveau. Le cerveau fonctionne également comme un tout par des réseaux de neurones.
  • Plusieurs aires peuvent contribuer à une fonction.
  • Peut apparaître contradictoire avec la notion de localisation, mais ces deux concepts sont complémentaires.

Question 39

Qu’est-ce que les réseaux neuronaux?

Answer 39

• Groupes de neurones ou
  structures connectés entre eux.
• Connectome : La description structurelle des éléments d’un reseau et des connections qui forment le cerveau humain
• Peut être examine en utilisant l’imagerie du tenseur de diffusion (DTI)

Question 40

Qu’est-ce que la connectivité structurelle?

Answer 40

Le «schéma de câblage» du cerveau créé par des axones qui relient les zones du cerveau aussi unique aux individus que les empreintes digitales

Question 41

Qu’est-ce que la connectivité fonctionnelle?

Answer 41

• Comment les groupes de neurones au sein du connectome fonctionnent
  par rapport aux types de cognition
• Déterminé par la quantité d’activité
  neuronale corrélée dans deux zones du cerveau