Cours 2 : Approche du traitement de l'information

Question 1

L’approche du traitement de l’information considère que …

Answer 1

Le système cognitif se décompose en étapes (processus).
Le fonctionnement cognitif repose sur l’interaction entre ces différentes étapes.
Développement de tâches sur mesure qui permettent d’en isoler les étapes.
Analyse de la performance lors de ces tâches.

Question 2

Le système cognitif

Answer 2

Système de traitement de l’information actif et non passif.
L’information est traitée par une suite de processus cognitifs + ou – indépendants les uns des autres
Chaque processus prend un certains temps

Question 3

Les étapes du traitement de l’information

Answer 3

1. Perception par le biais de nos sens
2. Une représentation mentale du visage est alors formée (caractéristiques perçues)
3. La représentation mentale nouvellement formée est ensuite comparée avec les représentations stockées en mémoire.
4. En cas de correspondance -> reconnaissance.

Question 4

Postulats (Howard, 1983)

Answer 4

1. Entre le stimulus (entrée) et la réponse (sortie), il y a des étapes de traitement requérant un temps déterminé.
2. Lorsque les entrées sont traitées, leur forme et contenu sont transformés.
3. Certaines étapes de traitement présentent une capacité limitée (exemple de processus cognitif limité : l’attention, la mémoire de travail (7 chiffres en mémoire)).
4. Le traitement est sériel (pas faire une étape si on en n’a pas fini une).

Question 5

Trois principales fonctions retrouvées dans ces modèles du traitement de l’information sont

Answer 5

La perception du stimulus, la sélection de la réponse et la programmation du mouvement

Question 6

But de l’expérience de Sternberg

Answer 6

Comment l’information symbolique est-elle récupérée dans la mémoire récente (MCT)?
Tâche de balayage

Question 7

Ensemble positif v. négatif

Answer 7

Ensemble positif si fait partie de l’ensemble mémoire (un levier); sinon ensemble négatif (un autre levier)

Question 8

4 processus de Sternberg

Answer 8

Encodage du stimulus cible -> Recherche et comparaison avec items de l’ensemble-mémoire -> Décision binaire (oui/non) -> Exécuter réponse motrice

Question 9

3 types de recherche

Answer 9

Recherche sérielle auto-terminante
Recherche sérielle exhaustive
Recherche parallèle

Question 10

Recherche sérielle auto-terminante

Answer 10

Considérer chaque item de la liste séparément.
Réponse dès que l’ensemble positif est détecté.
Variation du TR (temps de réaction) en fonction de la position de la cible dans l’ensemble

Question 11

Cas OUI/NON recherche sérielle auto-terminante

Answer 11

Le cas NON (ensemble négatif; temps de réaction augmente de manière proportionnelle au nombre d’items en mémoire) ou le cas OUI (exactement le même patron pour 1 ou 2 items en mémoire si items en première position; temps de latence différent si 2e item -> moyenne des deux temps de réaction (pas une addition comme pour le cas NON))

Question 12

Hypothèses de recherche sérielle auto-terminante

Answer 12

Recherche sérielle auto-déterminante implique que le sujet doit vérifier le chiffre cible par rapport aux autres chiffres présentés.
Le temps de réponse augmente linéairement en fonction de la position du chiffre cible dans l’ensemble positif.
Plus la position sérielle est tardive, plus long est le temps de réponse
Représente le mieux le programme informatique

Question 13

Recherche sérielle exhaustive

Answer 13

Les sujets ne répondent pas avant d’avoir considéré l’ensemble de la liste que cela soit pour les rep. « oui » ou « non »
Aucune différence de TR entre ensemble positif et négatif
Juste le nombre d’items influence
Méthode additionnelle (même si l’item est présent autant pour OUI que pour NON)

Question 14

Recherche parallèle

Answer 14

Les sujets regardent chaque élément de la liste en même temps et les compare à l’item-cible.
Aucune variation du TR entre ensemble positif et négatif
Pas en série, tout se fait en même temps
Plus avantageux pour notre cerveau (économique)
Rien n’influence la décision ; décision après le processus global de traitement

Question 15

Cas OUI/NON de la recherche sérielle exhaustive

Answer 15

Le cas OUI : Le TR associé à cette stratégie ne devrait pas varier selon la taille de la liste pour les réponses positives et réponses négatives (décision se fait après chaque comparaison)
Le cas NON : Le TR associé à cette stratégie ne devrait pas varier selon la taille de la liste pour les réponses positives et réponses négatives

Question 16

Résultats de l’expérience de Sternberg

Answer 16

397 ms= encodage décision et exécution
38ms = temps par items de l’ensemble de mémoire
Temps de réponse = 397ms+38 ms par item
Vitesse de comparaison extrêmement rapide !
Celui qui ressemble le plus au processus mnésique de Sternberg : sérielle exhaustive (contre intuitif)

Question 17

Ce que l’expérience nous montre en particulier

Answer 17

On peut chercher dans la mémoire à court terme
Le processus de recherche est sériel
La méthode de recherche est exhaustive (contre-intuitif)
Les postulats de l’approche du traitement de l’information sont validés (nuance : analogie a ses limites; peut mal s’appliquer à un système humain)

Question 18

Ce que l’expérience nous montre en général

Answer 18

On peut étudier l’esprit à l’aide d’hypothèses et de mesures observables
Ne vous fiez jamais sur le “gros bon sens”; laissez la science décider…

Question 19

Des expériences comme celle de Sternberg sont effectuées seulement si les chercheurs croient que les processus cognitifs: …

Answer 19

peuvent être divisés en étapes;
prennent un certain temps;
l’activité de mémoire à court terme se caractériserait par un balaye par un codage accessible à la mémoire à court terme
Les processus de traitement de l’information ont été validés
Hypothèses et mesures observables

Question 20

Psychologie cognitive

Answer 20

= analyse la cognition en terme de processus mentaux
≠ Neuroscience cognitive analyse la cognition en termes d’événements neuronaux.

Branche de la neuroscience impliquant l’étude des mécanismes neuronaux de la cognition

Question 21

Différence entre psychologie cognitive et neuroscience cognitive

Answer 21

Chevauche la psychologie cognitive, mais:
Psychologie: comprendre l’esprit
Neuroscience cognitive: comprendre comment les processus mentaux se déroulent dans le cerveau
Les neurosciences -> activité cérébrale et structure du cerveau
La psychologie cognitive -> fonctionnement de la cognition sans objectif de localisation ou d’association entre un processus cognitif et une région du cerveau.

Question 22

EEG

Answer 22

mesure permettant d’enregistrer l’activité cérébrale du cerveau Permet d’étudier et de différencier les principaux types d’ondes cérébrales (delta, thêta, alpha et bêta).

Question 23

Enregistrement direct de l’activité électrique du cerveau

Answer 23

Oscillations cérébrales (langage des neurones pour communiquer entre elles)
Potentiels évoqués cognitifs (modification de l’activité cérébrale et électrique du système nerveux suite à une tâche cognitive)
Localisation de sources

Question 24

Hans Berger (1929)

Answer 24

Démontre que la nature de l’activité électrique peut être observée sur le scalp, varie en fonction de l’état cognitif.
Exemple : épilepsie ; tonique (respiration difficile, raidissement des muscles) -> clonique (convulsions intenses) -> récupération (confusion et fatigue)

Question 25

IRM

Answer 25

magerie par résonance magnétique, permet de visualiser avec une grande précision des organes et des tissus mous, dans différents plans de l’espace

Mesure indirecte de l’activité du cerveau.
Corrélat hémo-dynamique de l’activité électrique du cerveau

Question 26

Les neurosciences cognitives - IRM

Answer 26

Le champ magnétique (1.5-3T, jusque 7-11T) affecte l’orientation des protons d’hydrogène. Excite artificiellement (radiofréquence) les protons d’hydrogène (les met en état de résonance) et mesure leurs propriétés de relaxation (état initial) au cours du temps. Le temps de relaxation permet de mettre en contraste la MB, la MG le LCR (ce qui est mesuré)

Question 27

Du neurone au cerveau

Answer 27

SN nous permet de capter, traiter et répondre aux stimulations provenant de notre environnement :
➝Les cellules nerveuses (neurones) sous-tendent la communication des informations dans le SN ➝Les cellules gliales : soutien de l’architecture et du métabolisme
Afférent/efférent : vers le cerveau/vers le corps

Question 28

Parties du corps cellulaire et des rôles fonctionnels différents

Answer 28

Le soma : contient en plus du noyau, les organites cellulaires classiques. Garant de la vie du neurone et connecte également les dendrites à l’axone. Intégration des informations*
Les dendrites : fines ramifications multiples et courtes, sont des prolongements arborescents et ils constituent des pôles de réception des informations.
L’axone : pôle de sortie du neurone. C’est un long tube fin pouvant se diviser. Signal électrochimique qui se déplace le long de l’axone jusqu’à son extrémité.
La synapse: lieu où les 2 neurones communiquent de l’un à l’autre, de façon unidirectionnelle et permet donc la communication.

Question 29

Deux types d’axone

Answer 29

Présence de myéline : substance grasse blanche. Permet de protéger et d’isoler les axones plus longs. Permet d’accroitre la vitesse de conduction. Les nœuds de Ravier sont des séparations entre les différents segments de myéline.
Absence de myéline : axones plus petits et plus lents que les précédents (cause de la sclérose en plaque : symptômes moteurs (déplacement), puis cognitifs (mémoire, traitement, planification))

Question 30

David Hubel et Torsten Wiesel (années 1960)

Answer 30

ont examiné, par enregistrements à l’aide de microélectrodes, les propriétés des neurones de structures visuelles centrales, comme l’aire visuelle primaire, au niveau du cortex d’un chat

Question 31

Protocole de Hubel et Wiesel

Answer 31

On projette devant les yeux de l’‘animal (au niveau de la rétine) une barre lumineuse d’orientation variable, durant une seconde et on enregistre les réponses électriques (PA) de cellules corticales.

Ils ont mis en évidence que chaque neurone du cortex visuel répondait à un type spécifique de stimulation présentée sur une petite partie de la rétine.
« Feature detectors » ou les détecteurs de caractéristiques sont des neurones individuels - ou groupes de neurones - dans le cerveau codant pour des stimuli significatifs sur un plan perceptuel
Caractéristiques des stimuli qui nous intéressent

Question 32

Perception et traitement hiérarchique

Answer 32

Image touche la rétine
Détecteurs simples
Activité des détecteurs simples transmise aux détecteurs complexes
Transmission du signal des aires primaires aux aires plus complexes visuelles
Traitement hiérarchique des caractéristiques jusqu’à création d’objet dans l’esprit

Question 33

Rolls et Tovee (1995)

Answer 33

Détecteurs complexes
Mise en évidence de l’existence de neurones dans le cortex temporal de singes macaques qui déchargeaient spécifiquement à la présentation de visages vs des stimuli autres comme des paysages.

Question 34

Gross et al. (1972)

Answer 34

Encodage spécifique / Stimuli complexes
Macaques: Cortex inférotemporal
Neurones spécifiques à objets

Question 35

Problèmes de l’encodage spécifique

Answer 35

Trop d’objets dans l’environnement
Problème d’invariance
Mort d’un neurone ?

Question 36

Aires spécifiques

Dans le traitement des …

Answer 36

Visages 
- Aire fusiforme des visages (FFA) * (aussi activé pour imaginer un visage que le fait de le voir en live -> imagerie mentale très forte)
- Cortex inférotemporal
Lieux et orientation spatiale 
- Aire des endroits parahippocampique * 
- Cortex enthorinal
Parties du corps (les deux dans le cortex spécifique) 
- Aire du corps extrastriée 
- Cortex visuel extrastrié

Question 37

Encodage spécifique / Neurone miroir

Answer 37

Les neurones miroirs constituent une classe particulière de neurones. Initialement identifiés dans le cortex précentral du macaque puis dans le lobule pariétal inférieur (zone des mouvements). Si vous faites une action, les neurones miroirs vont aussi s’activer. Importance dans l’apprentissage. Même neurones s’activent si je pense à courir ou si je vois quelqu’un courir
Capacité de reproduire une action observée
Apprendre une nouvelle action par l’observation

Question 38

Quel est le rôle fonctionnel des neurones miroirs ?

Answer 38

Leur propriété est de constituer un mécanisme qui transmet une description de l’action, élaborée dans les aires visuelles complexes, vers les zones motrices
Compréhension de l’action
Apprentissage par imitation
La compréhension de l’intention
Base neurologique de l’empathie (attribuer des états de conscience à une autre personne)
(Autisme)

Question 39

Quelles sont les 3 limites du modèles d’encodage spécifique ?

Answer 39

Pas économique
Problème d’invariance
Mort d’un neurone implique perte de perception

Question 40

Encodage distribué / population coding

Answer 40

Plus plausible
Grand ensemble commun de neurones pour plusieurs objets différents :
Un grand nombre de neurones est mobilisé pour l’encodage d’une catégorie de stimuli (ensemble de neurones s’occupe de la catégorie visage).
L’identité des individus est encodée par les réponses d’un large groupe de neurones
L’identité faciale peut être décodée avec une grande précision sur la base des taux de décharge de la population (Abbott, Rolls, & Tovee, 1996)

Question 41

Avantages et désavantages de l’encodage distribué

Answer 41

Avantage
Si neurone meurt, représentation toujours possible
Beaucoup de stimuli peuvent être représentés
Enlève l’invariance d’un objet

Limite : beaucoup de ressources
Plus réaliste
Généralement acceptée comme hypothèse plus plausible

Question 42

Encodage semi-distribué/ sparse coding

Answer 42

Un ensemble limité de neurones codant un ensemble d’objets.
Pas parfaitement spécifique

Le « sparse coding » intervient quand un objet particulier est représenté par un pattern de décharge neuronale d’un petit groupe de neurones seulement, tandis que la majorité des neurones demeurent silencieux.

Si le neurone meurt, la représentation reste possible

Question 43

Neurones conceptuels - concept cells

Answer 43

Neurones non parfaitement spécifiques
Montre plausibilité de l’encodage semi-distribué
Mécanisme économe, rapide et souple (se rappelait dès la première rencontre)
Même chose pour la voix de l’actrice que pour son apparence peu importe l’angle de la photo que pour ses films
Peu importe l’emplacement des neurones dans le cerveau

Question 44

La théorie de Hebb

Answer 44

Premier ψ a fournir une théorie détaillée et testable des mécanismes par lesquels le cerveau serait à même de soutenir les processus cognitifs
S’intéressait aux mécanismes de changement de structure des connexions neuronales du cerveau en fonction de l’apprentissage

Question 45

Postulat de Hebb

Answer 45

si les neurones adjacents déchargent simultanément, alors les connections entre ces neurones se renforceront.
A la base de l’apprentissage
Suggère que ce mécanisme de renforcement synaptique rendrait possible la construction d’un réseau de neurones interconnectés représentant un pattern particulier d’entrées et permettrait la formation de circuits préférentiels:
Ensemble neuronale ou autrement appelé « assemblée cellulaire »

Question 46

Une assemblée cellulaire

Answer 46

permet la représentation mentale d’un événement externe qui est représenté par une structure hiérarchique d’assemblée de cellules multiples.

Question 47

La preuve la plus évidente de la théorie de Hebb

Answer 47

Phénomène de potentialisation à long terme permettant le renforcement durable des synapses entre deux neurones qui sont activés simultanément (activation plus rapide, information transmise plus facilement).
Fait référence à une sorte de plasticité synaptique qui serait à l’origine de nos capacités d’apprentissage, de mémorisation, d’adaptation mais aussi d’oubli

Question 48

Sur quoi repose l’apprentissage selon la théorie de Hebb ?

Answer 48

L’apprentissage repose sur la plasticité des circuits de notre cerveau, c’est-à-dire la capacité des neurones à modifier de façon durable l’efficacité de leur transmission synaptique

Question 49

Test de la piscine de Morris

Answer 49

Comportementaux d’apprentissage spatial
Outil fondamental, devenu incontournable dans l’étude de la mémoire chez les rongeurs.
Examiner l’influence de certains traitements sur les capacités cognitives de rats
Altération récepteur NMDA impliqué dans les processus de PLT

Question 50

Résultats du test de la piscine de Morris

Answer 50

La baisse de la synthèse du récepteur au NMDA dans les régions de l’hippocampe et du cortex préfrontal dans le cerveau de rongeurs âgés (Brim et al., 2013) est reliée à un déclin des performances de mémorisation (Magnusson, 2010). -> pas de baisse de temps de nage (apprennent pas de leurs erreurs (même processus à chaque fois))
Processus de potentionalisation à long terme (baisser si moins de NMDA)