Cours 8 : Catégorisation et traitement parallèle distribué

Question 1

Qu’est-ce que la mémoire sémantique ?

Answer 1

Permet de stocker les faits et les connaissances.

Question 2

Qu’est-ce que la connaissance conceptuelle ?

Answer 2

Connaissance qui nous permet de reconnaître des objets et des événements et de faire des inférences sur leurs propriétés

Question 3

Qu’est-ce qu’un concept ?

Answer 3

Représentation mentale utilisée pour une variété de fonctions cognitives

Question 4

Qu’est-ce que la catégorisation ?

Answer 4

• Processus par lequel les choses sont placées dans des groupes appelés catégories.
• Les catégories sont tous des exemples possibles d’un concept particulier.

Question 5

Vrai ou faux : Les catégories sont toutes des exemples de concepts

Answer 5

Vrai

Question 6

Quels sont les utilités des catégories ?

Answer 6

• Les connaissances que nous avons du monde sont organisées en catégories pour faciliter l’encodage, la représentation, la récupération et le raisonnement.
• Aide à comprendre les cas individuels non rencontrés précédemment.
• ” Pointeurs vers la connaissance “ : - Les catégories fournissent une mine d’informations générales sur un objet.
• Nous permettent d’identifier les caractéristiques particulières d’un item particulier.

Question 7

Qu’est-ce que l’approche définitionnelle de la catégorisation ?

Answer 7

• Déterminer l’appartenance à une catégorie selon que l’objet répond à la définition de la catégorie
  Plusieurs critères (nombre fini) qu’un membre d’une catégorie doit posséder.
• Ne fonctionne pas bien
  Tous les membres des catégories quotidiennes n’ont pas les mêmes caractéristiques qui les définissent.
• Ressemblance de famille
  Les choses d’une catégorie se ressemblent de plusieurs façons.

Question 8

Qu’est-ce que l’approche des prototypes dans la catégorisation ?

Answer 8

Un prototype est une représentation du membre “typique” d’une catégorie. Il a des caractéristiques spécifiques décrivant les membres de ce concept.
Haute typicalité : Élément qui ressemble beaucoup à ma moyenne (Ex: Pour oiseau = moineau)
Faible typicalité : Élément qui ressemble faiblement à ma moyenne (Ex: Pour oiseau = pingouin)

Question 9

Étude de Rosch (1975) sur l’approche des prototypes dans la catégorisation

Answer 9

Méthodologie :
Présente aux participants des catégories et 50 membres différents de cette catégorie
catégorie a : oiseau
catégorie b : meuble

Résultats:
- Plus le chiffre est bas, plus le membre est similaire au prototype.

• Haute typicalité
• Grande ressemblance de famille
• Évaluations plus élevées pour des items à haute prototypicalité lorsque les personnes doivent évaluer à quel point un membre d’une catégorie appartient bel et bien à celle-ci.

Effet de ressemblance de famille : Les membres d’une catégories se ressemblent de plusieurs manières.

• Grand chevauchement = forte ressemblance de famille
• Faible chevauchement = faible ressemblance de famille

Question 10

Étude de Smith et al (1974) sur l’approche prototypes dans la catégorisation

Answer 10

Méthodologie :
Technique de vérification des phrases

Résultats: Temps de réaction plus rapide quand on dit : Une pomme est un fruit VS une pommegrenade est un fruit (faiblement prototypique)

Effet de typicalité : les objets prototypiques sont traités préférentiellement.

Question 11

Étude de Mervis (1976) sur l’effet d’appellation concernant l’approche des prototypes dans la catégorisation.

Answer 11

Les personnes sont plus promptes à lister certains objets plus que d’autres.
Résultats : Les items à haute-prototypicalité sont nommés en premier lorsque les individus listent des exemples d’une même catégorie

Question 12

Étude de Rosch (1975b) sur l’effet d’amorçage concernant l’approche des prototypes dans la catégorisation

Answer 12

Méthodologie :
- Les participants entendent le mot vert
- Chacun de nous s’imagine une certaine couleur
- Doivent dire si les couleurs entre les 2 cercles sont les mêmes
Effet d’amorçage : La présentation d’une stimulation modifie les réponses à des stimulation présentées par la suite.
Résultats :
Jugements plus rapides pour la discrimination couleur identique-différente pour des items à haute-prototypicalité

Question 13

Quelles sont les 3 premières étapes de l’approche des exemplaires ?

Answer 13

1. Le concept est représenté par plusieurs exemples (plutôt qu’un seul prototype)
2. Les exemples sont les membres réels de la catégorie (pas les moyennes abstraites)
3. Pour classer, comparez le nouvel élément aux exemples stockés

Question 14

Quelles sont les 3 étapes intermédiaires de l’approche des exemplaires ?

Answer 14

4. Similaire à la vue des prototypes.
   Représenter une catégorie ne la définit pas.
5. Différent: la représentation n’est pas abstraite.
   - Descriptions d’exemples spécifiques.
6. Plus un exemple spécifique est similaire à un membre de catégorie connu, plus vite il sera catégorisé (effet de ressemblance de famille).

Question 15

Quelles sont les 4 dernières étapes de l’approche des exemplaires ?

Answer 15

7. Explique l’effet de typicalité
8. Explique les résultats trouvés dans l’approche des prototypes.
9. Prise en compte facile des cas atypiques
10. Traite facilement des catégories variables

Question 16

Donnez un exemple d’apprentissage avec l’approche des exemplaires

Answer 16

Les éléphants : Ex: Je vois dumbo enfant, je sais qu’il est un éléphant comme un éléphant au zoo

Question 17

Différence entre similarité intra et inter catégorielle :

Answer 17

Intra : similarité plus forte avec la catégorie
Inter : Les éléments ressemblent à 2 catégories

Question 18

Plus la similarité intra-catégorielle est ___, plus la catégorisation est ___.
Plus la similarité inter-catégorielle est ___, plus la catégorisation est ___.

Answer 18

Forte ; rapide
Faible ; rapide

Question 19

Quels sont les avantages des prototypes ? (3)

Answer 19

1) Explique les effets de typicalité.
2) Implique également des représentations abstraites.
3) Les prototypes peuvent mieux fonctionner pour les grandes catégories.

Question 20

Quels sont les avantages des exemplaires ? (6)

Answer 20

1) Explique les effets de typicalités.
2) Implique des représentations concrètes.
3) Les exemples peuvent mieux fonctionner pour les petites catégories.
4) N’élimine pas des informations pertinentes.
5) Mieux pour les catégories plus variables.
6) Plus important avec l’apprentissage.

Question 21

Pour bien comprendre comment les gens catégorisent les objets, il faut considérer 2 choses. Lesquelles ?

Answer 21

1. Les propriétés des objets
2. L’apprentissage et expérience des percepteurs

Question 22

Quels sont les 3 niveaux hiérarchiques ?

Answer 22

Niveau supérieur (instrument de musique)
- Faible similarité intra-catégorielle
- Très faible similarité inter-catégorielle
Niveau de base (guitare)
- Forte similarité intra-catégorielle
- Faible similarité inter-catégorielle
Niveau subordonné (guitare électrique)
- Très forte similarité intra-catégorielle
- Forte similarité inter-catégorielle
Voir diapo 27

Question 23

Quelles sont les 2 études démontrant des évidences que le niveau de base est spécial ?

Answer 23

Rosch et al. :
Aller au-dessus du niveau de base entraîne une perte importante d’information.

Aller au-dessous du niveau de base entraîne peu de gain d’information.

Tanaka et Taylor : Les connaissances, apprentissages et expériences affecte la catégorisation autant que les caractéristiques d’un objet.

Le niveau spécifique peut être préférentiellement traité.

Question 24

Qu’est-ce que sont les réseaux sémantiques de Collins et Quillian ?

Answer 24

• Les concepts sont organisés en réseaux qui représentent la façon dont ceux-ci sont organisés dans l’esprit.
• Noeud = catégorie / concept
• Les concepts sont liés.
• Modèle qui schématise la façon dont les concepts et les propriétés sont associés dans l’esprit. (voir diapo 29)

Question 25

4 principes clés des réseaux sémantiques

Answer 25

1) Modèle hiérarchique
2) Économie cognitive
- Les propriétés partagées sont uniquement stockées dans des nœuds de niveau supérieur.
- Les exceptions sont stockées aux nœuds inférieurs.
3) Transmission
- Les éléments de niveaux inférieurs partagent les propriétés des éléments de niveau supérieur.
4) Diffusion de l’activation
- L’activation est le niveau d’excitation d’un nœud.
- Lorsqu’un noeud est activé, l’activité s’étend sur tous les liens connectés.
- Les concepts qui reçoivent l’activation sont amorcés et plus facilement accessibles depuis la mémoire.

Question 26

D’après la structure des réseaux sémantiques en modèles hiérarchique, comment détermine-t-on le temps que ça prends pour récupérer une information ?

Answer 26

Par la distance qui est parcouru à travers le réseau

Question 27

Quelle est l’étude de Meyer et Schavaneveldt (1971) sur les réseaux sémantiques ?

Answer 27

• Tâche de décision lexicale = les participants lisent des stimuli et sont invités à dire le plus rapidement possible si l’élément est un mot ou non.

– “Oui” si les deux chaînes sont des mots; “Non” sinon.

–Certaines paires étaient étroitement associées.

Résultats : le temps de réaction était plus rapide pour ces paires = diffusion de l’activation

Question 28

Quelles sont les critiques de Collins et Quillian sur les réseaux sémantiques ?

Answer 28

• Impossible d’expliquer les effets de typicalité.
• Économie cognitive?
• Certains résultats de vérification de phrases sont problématiques pour le modèle. (temps de réaction plus rapide pour pig = animal que pig = mammal)

Question 29

Qu’est-ce que l’approche connexionniste ?

Answer 29

• Créer des modèles informatiques pour représenter les processus cognitifs
• Traitement distribué parallèle = Connaissance représemtée dans l’activité distribuée de nombreuses unités
• Le poids de connexion détermine à chaque connexion à quel point un signal entrant activera l’unité suivante

Question 30

Dans l’approche connexioniste, quels sont les 2 sortes d’unités ?

Answer 30

Unités d’entrée: activées par stimulation de l’environnement.
Unités cachées: recevoir l’entrée des unités d’entrée.
Unités de sortie: recevoir l’entrée des unités cachées.
- L’activation d’unités dépend de (1) le signal qui provient de l’unité d’entrée et de (2) des poids de connexions.

Question 31

Sur quelle logique se base les modèles connexionnistes ?

Answer 31

• Sur les connexions des neurones dans le cerveau (réseaux neuronaux)
  1) Débute avec des associations au hasard.
• Plus ou moins vrai dans le cerveau, mais généralement postulé dans les simulations.
  2) Règle d’apprentissage Hebbien
  Deux cellules […] activées simultanément de façon répétée tendent à devenir “associées”, de sorte que l’activité d’une cellule facilite l’activité de l’autre” (Hebb, 1949, TL)
  3) - Chaque unité a un seuil à partir duquel elle va envoyer de l’information via sa sortie
• Comme un neurone, une unité du modèle envoie de l’information ou n’en envoie pas
  4) Connexions entrantes et sortantes + poids
• reçoit de l’info = flèche entrante (dendrite)
• envoie de l’info = flèche sortante (axone)
• Poids positif = connexion excitatrice
• Poids négatifs = connexion inhibitrice

Question 32

Comment se passe l’apprentissage dans l’approche connexionniste ?

Answer 32

1) Le réseau répond au stimulus.
2) Réponse correcte fournie.
3) Modifie le pattern correspondre au pattern représentant la réponse correcte.
Ex avec le canari : Traitement parralèle
On active le nœud canari, on active une rep mentale, représenté par un pattern d’activité à travers les unités,
Si je suis au début de mon apprentissage et je ne sais pas c’est quoi un canari. Qu’est-ce qui va se produire : Dans nos unités cachés, on va avoir des pattern d’activation au hasard

Question 33

Signal d’erreur dans l’approche connexioniste

Answer 33

Différence entre l’activité réelle de chaque unité de sortie et l’activité correcte

Question 34

Propagation de retour et boucle de rétroaction dans l’approche connexioniste

Answer 34

• Signal d’erreur retransmis à travers le circuit.
• Indique comment les poids de connexions doivent être modifiés pour permettre au signal de sortie de correspondre au signal correct.

Question 35

Apprentissage dans l’approche connexioniste

Answer 35

Le processus se répète jusqu’à ce que le signal d’erreur soit nul

Question 36

Étude de McClelland et Rogers sur l’effet d’apprentissage

Answer 36

Méthodologie :

• Temps : Les représentations des différents concepts se ressemblent.

–Après plusieurs essais les poids des différentes unités sont modifiés selon l’expérience.

Résultats :

• Suite à l’apprentissage, le pattern d’activation des trois concepts diffèrent, tels que le concept de la marguerite ressemble à celui de la rose, mais diffère de celui du canari.

Conclusions :
1- À travers le temps, et ce de manière générale, certaines unités s’activent bcp et d’autres sont silencieuses. Différenciation de l’activation des unités
2- Si on compare les concepts entre eux, on voit que le pattern d’activation pour marguerite et rose se ressemble vraiment, alors que pour canari il y a un pattern d’activation très différent

Question 37

Vrai ou faux : Dans l’approche connexioniste, l’apprentissage peut être généralisé

Answer 37

Vrai

Question 38

Le modèle connexioniste a permis de développer quoi ?

Answer 38

Des systèmes ayant une certaine intelligence cognitive et reproduit le plus probablement le fonctionnement cérébral

Question 39

Qu’est-ce que la dégradation gracieuse ?

Answer 39

La perturbation de la performance se produit progressivement au fur et à mesure que certaines parties du système sont endommagées.

Question 40

Comment les machines apprennent-elles à catégoriser les objets ?

Answer 40

Supervisé: Je dis à ma machine ça c’est une chocolatine et paresseux
Non-supervisé: Je dis rien
Importance de bonnes couches d’unités cachées.
??

Question 41

Nommez les 3 différentes représentations cérébrales et leurs différences

Answer 41

1) Approche sensori-fonctionnelle
- Différentes zones du cerveau peuvent être spécialisées pour traiter des informations sur différentes catégories.
- Évidences des démences sémantiques dues à des encéphalites.
- Double dissociation pour les catégories “choses vivantes” et “choses non vivantes”.
- Défaut de mémoire spécifique à une catégorie : mémoire sémantique qui distingue les attributs sensoriels et mémoire qui distingue les fonctions.

2) Approche à facteurs multiples
- Regarde comment les concepts sont divisés au sein d’une catégorie (facteurs) plutôt que d’identifier des zones cérébrales spécifiques de réseaux pour différents concepts.
- Quels sont les facteurs utilisés pour déterminer les ressemblances et les différences entre différents concepts ou items? (Forme, fonction, emplacement…)

3) Approche de catégories sémantiques
- Plus complexe que l’approche sensori-fonctionnelle et permet d’expliquer plus de variances retrouvées dans les études portant sur des patients ayant un trouble de la mémoire.
- Circuits neuronaux spécifiques dans le cerveau pour des catégories spécifiques (spécificité).
- L’activité cérébrale élicitée par les membres appartenant à une même catégorie est distribuée à travers le cortex. (Région spécifique dans le cerveau serait associée à une catégorie sémantique)

Question 42

Approche sensori-fonctionnelle: De quelle manière peut-on observer la double dissociation chez les patients ?

Answer 42

Bonne mémoire pour les objets fonctionnels (fruit, objets)
Mauvaise mémoire pour les objets sensoriels (animaux)

Question 43

Approche à facteurs multiples: Quelles sont les similarités dans cette approche ?

Answer 43

Lorsque différents concepts au sein d’une catégorie partagent de nombreuses propriétés plus difficiles à catégoriser pour les gens avec problèmes sémantiques.
- Par exemple, les «animaux» partagent tous des «yeux», des «jambes» et «la capacité de bouger»

Question 44

Qu’est-ce que l’embodied approach ?

Answer 44

Notre connaissance des concepts est basée sur la réactivation des processus sensoriels et moteurs qui se produisent lorsque nous interagissons avec l’objet.

Question 45

Dans « The embodied approach »que sont les neurones miroirs ?

Answer 45

Neurones qui se déclenchent lorsque nous faisons une tâche ou lorsque nous observons un autre faisant la même tâche.

Question 46

Dans « The embodied approach »qu’est-ce que la somatotopie sémantique ?

Answer 46

Correspondance entre les mots liés à des parties spécifiques du corps et l’emplacement de l’activation cérébrale.

Question 47

Quel est le cas particulier de la démence sémantique (perte de connaissances pour tous les concepts) ?

Answer 47

Lorsque l’on perturbe l’activité cérébrale artificiellement avec le TMS (Induire une inhibition d’une région par stimulation magnétique)

Temps beaucoup plus long pour être vivants et objets.

Lobe temporal antérieur= Important pour les deux types d’objets– animaux et objets. (Carrefour, lié à tous nos concepts sémantiques)

Lésion au lobe pariétal = Seulement les objets qui sont affectés