Flexibilité

La flexibilité cognitive, dimension exécutive à laquelle notre étude s’intéresse plus particulièrement, définit communément la capacité à alterner entre différents « sets » cognitifs, à savoir différentes tâches, opérations ou registres mentaux, de manière à pouvoir percevoir, traiter et répondre à des situations de différentes façons (Van der Linden et al., 2000). Ce processus peut donc être considéré comme une des caractéristiques essentielles du comportement adaptatif humain. Cependant, la flexibilité cognitive n’est pas un processus unitaire. Une revue de la littérature clinique et expérimentale plaide en faveur de l’existence d’au moins deux formes de flexibilité qu’Eslinger et Grattan (1993) qualifient de flexibilités

« réactive » et « spontanée ». Selon ces auteurs, la flexibilité réactive se réfère à la promptitude à faire varier librement ses cognitions ou réponses comportementales selon les exigences particulières et le contexte d’une situation. Cette compétence serait sous-tendue par un réseau cortico-striatal incluant les lobes frontaux, les ganglions de la base et leurs interconnexions. Le test de flexibilité réactive le plus ancien est sans nul doute le « Trail Making Test » (Reitan, 1958), épreuve issue de l’« Army Individual Test of General Ability » (1944) dans laquelle il s’agit pour le participant de relier alternativement des nombres et des lettres disposés pseudo-aléatoirement sur une feuille en ordre croissant et alphabétique.

Depuis lors, le « Wisconsin Card Sorting Test » (Berg, 1948), épreuve qui exige des sujets qu’ils adaptent leur comportement en réponse à des indices externes, a été largement utilisé dans la recherche en neuropsychologie pour évaluer ce même type de flexibilité cognitive.

Les auteurs distinguent cette habileté d’un second type de flexibilité, qu’ils qualifient de

« spontanée », qui se réfère à la production d’un flux d’idées ou de réponses suite à une question simple. Cette compétence, qu’on qualifie parfois de « fluidité », serait sous-tendue par les lobes frontaux et s’évalue classiquement au moyen de tâches dites de fluence verbale qui requièrent la génération d’une diversité de réponses selon un critère préalablement défini.

Dans les épreuves de fluence verbale sémantique, on demande au sujet de produire en un temps donné le plus de mots appartenant à une même catégorie sémantique (animaux, nourriture, habits), alors que dans les tâches de fluence phonémique, les mots évoqués doivent tous commencer par une lettre ou un phonème particulier. Plusieurs types de processus

interviennent dans ces performances, tels que l’inhibition d’items non pertinents et la mise en place d’une stratégie efficace de recherche en mémoire sémantique (Van der Linden et al., 2000). On trouve également des tâches de fluence non-verbale, telles que les épreuves de fluence graphique, dans lesquelles il s’agit de produire le plus de dessins différents possibles en reliant des points distribués aléatoirement sur une feuille (Ruff, Light, & Evans, 1987).

Outre les tests de fluence, la flexibilité spontanée peut également être évaluée grâce au « test d’utilisations inhabituelles d’objets » proposé par Eslinger et Grattan (1993) et adapté en français par Vincent, Andrés et Meulemans (1999), épreuve dans laquelle le participant doit fournir, dans le délai imparti, le plus grand nombre possible d’utilisations inhabituelles mais cependant plausibles d’un journal, d’une bouteille et d’une brique. La flexibilité cognitive, exigeant une certaine forme d’agilité de la pensée, se présente comme une fonction exécutive complexe reposant sur d’autres mécanismes du contrôle cognitif tels que l’inhibition et la mémoire de travail (Cragg & Chevalier, sous presse). En effet, afin de réussir la tâche demandée, il est nécessaire de se concentrer sur les réponses pertinentes tout en se désengageant ou en inhibant celles qui ne le sont pas. Parallèlement à cela, la tâche doit être effectuée tout en gardant la consigne de l’épreuve en tête et en conservant en mémoire à court-terme les réponses préalablement données afin de ne pas les répéter. De plus, les tests de flexibilité, notamment spontanée, dépendent également d’autres processus cognitifs tels que le langage, le traitement visuo-spatial et la motricité fine (Monette & Bigras, 2008).

Comme nous l’avons évoqué précédemment, les compétences en flexibilité se développent considérablement au cours de l’enfance. Concernant la dimension réactive de cette habileté complexe, nombre d’auteurs distinguent l’existence de deux différents processus relativement à la nature du « shifting » effectué par l’enfant (Garon et al., 2008).

Alors que le mécanisme de flexibilité de la réponse intervient dans des tâches relativement simples qui impliquent un changement de règle affectant le choix de la réponse motrice pertinente, la flexibilité de l’attention caractérise des tâches plus complexes qui comprennent un changement de règle concernant la sélection entre différents aspects d’un même stimulus.

Dans le paradigme dit de renversement de la réponse, lequel fait appel à la forme la plus élémentaire de flexibilité, on présente deux stimuli à l’enfant qui est récompensé après avoir répondu à l’un d’entre eux. Une fois l’association entre stimulus et réponse apprise, la récompense est alors appliquée au second stimulus ce qui oblige l’enfant à modifier sa réponse, tout en inhibant la réponse au stimulus précédent. Pour autant que l’on soumette l’enfant à suffisamment d’essais consécutivement au changement de stimulus, la réussite à cette tâche est possible dès l’âge d’une année. Une progression notable des performances se

manifeste ensuite au cours de la petite enfance, particulièrement jusqu’à l’âge de 3 ans (Espy, Kaufmann, Glisky, & McDiarmid, 2001). Evaluant également les performances en termes de flexibilité de la réponse, la tâche dite A-non-B, que nous avons évoquée plus haut, outre la mise en jeu de compétences inhibitrices, implique également l’intervention de la mémoire de travail. Dans cette épreuve, on dissimule un petit jouet dans une des deux cachettes qui sont présentées à l’enfant, sa tâche consistant alors à retrouver l’objet après un certain délai. Une fois l’association établie, le renforçateur est alors dissimulé dans l’autre cachette impliquant ainsi un « shift » vers une nouvelle réponse. L’erreur A-non-B consiste en revanche à rechercher l’objet à l’endroit où il avait été caché précédemment, cette persévération traduisant par conséquent un défaut de flexibilité chez l’enfant. Bien que les performances dans cette tâche s’améliorent durant la première année de vie et au cours de toute la période préscolaire, une étude longitudinale souligne que le taux de persévérations suivrait une fonction en forme de U inversé, augmentant entre 5 et 8 mois pour ne diminuer qu’après 12 mois, ce qui suggère que la persévération serait à considérer comme une étape développementale dans l’acquisition de la flexibilité (Clearfield, Diedrich, Smith, & Thelen, 2006). Dès l’âge d’une année, les enfants seraient capables de « shifter » d’une réponse à l’autre dix secondes après la dissimulation de l’objet, toutefois des erreurs persévératives se manifesteraient encore jusqu’à l’âge de 5 ans (Diamond & Goldman-Rakic, 1989). Mesurant également les compétences précoces en flexibilité, l’adaptation aux enfants d’âge préscolaire de la tâche de récupération d’objet évaluant les compétences inhibitrices des nourrissons consiste en une boîte transparente renfermant un objet attrayant qui peut être obtenu suite à une conduite de détour. A ce dispositif s’ajoute une lumière dont la couleur indique la réponse à donner, à savoir tourner un bouton afin d’obtenir la récompense avec ou sans détour préalable. Cette tâche, impliquant une inhibition de la réponse prépondérante ainsi que la contribution de la mémoire de travail, fait l’objet de progrès considérables entre 3 et 4 ans (Hughes, 1998b).

La flexibilité de l’attention, flexibilité cognitive plus élaborée, peut être mesurée chez l’enfant dès l’âge de 3 ans. Classiquement, cette compétence s’évalue au moyen du

« Dimensional Change Card Sort » (DCCS ; Frye, Zelazo & Palfai, 1995), épreuve dans laquelle il s’agit pour l’enfant de classer des cartes qui varient sur deux dimensions (ex : la forme et la couleur), dans un premier temps selon l’une de ces dimensions (ex : la forme), et dans un deuxième temps selon l’autre (ex : la couleur). Les résultats de la littérature montrent qu’alors que les enfants de 3 ans sont incapables de trier les cartes selon une nouvelle consigne, la plupart des enfants de 4 ans y parviennent (Perner & Lang, 2002). Malgré la

modification de différents paramètres (ex : ordre des dimensions à classer), ces mêmes résultats sont systématiquement retrouvés (Deák, Ray, & Pick, 2004). Diverses théories explicatives relatives au déficit de flexibilité manifesté par les enfants âgés de 3 ans ont été formulées (Chevalier & Blaye, 2006). La première, proposée par Zelazo et Frye (1998) et dite théorie du contrôle et de la complexité cognitive, postule l’incapacité des plus jeunes enfants à utiliser des règles enchâssées et de haut niveau telles que « si on joue au jeu de la couleur et si le carré est rouge, alors je classe le carré avec le triangle rouge ». Alors que Kloo et Perner (2005) suggèrent l’existence d’une difficulté chez les enfants de 3 ans à redécrire un même stimulus multidimensionnel de manière différente, Munakata (2001) invoque leur incapacité à surmonter le conflit entre les associations latentes élaborées avant le changement de consigne en raison de capacités limitées en mémoire de travail. Enfin, la théorie de l’inertie attentionnelle, avancée par Kirkham et Diamond (2003), suppose l’existence chez les jeunes enfants d’une difficulté attentionnelle à se désengager de la réponse précédemment émise.

Bien que les processus responsables du développement de la flexibilité cognitive chez les enfants d’âge préscolaire demeurent très controversés, ces différentes théories suggèrent toutes que l’inflexibilité des plus jeunes s’expliquerait par une persévération sur la représentation initialement pertinente. Remettant en question cette interprétation, Chevalier &

Blaye (2008) utilisent une version simplifiée du DCCS, le « Preschool Attentional Switching Task » (PAST), dans laquelle il s’agit d’apparier, selon la forme, un stimulus à une cible tantôt bleue, tantôt jaune. Ainsi la tâche consiste uniquement à effectuer un « shift » de nature attentionnelle entre l’une et l’autre couleur, tout en implémentant systématiquement le même mode de traitement (apparier par la forme). En isolant la dimension attentionnelle dans différentes versions de cette même tâche, les auteurs suggèrent que le déficit de flexibilité prévalent chez les enfants de 3 ans ne s’expliquerait pas par une tendance à la persévération mais par un défaut d’activation de l’information préalablement ignorée et une difficulté à maintenir une représentation nouvellement pertinente. Ces résultats soutiennent l’idée selon laquelle les comportements persévératifs ne se ressemblent pas tous et que l’inflexibilité des plus jeunes enfants serait sous-tendue par de multiples processus.

De nombreuses études, pour la plupart corrélationnelles, ont établi des liens, chez les enfants de 3 à 5 ans, entre les performances exécutives, notamment de flexibilité cognitive, et les épreuves de théorie de l’esprit, ces dernières impliquant en effet la capacité d’envisager de manière flexible une même réalité à travers différentes perspectives (Carlson, Moses, &

Breton, 2002). Ces compétences témoignent également d’une progression importante durant la période préscolaire. Flavell, Flavell et Green (1983) soulignent par exemple que les enfants

âgés de 3 ans présentent de grandes difficultés à considérer simultanément plusieurs représentations différentes d’un même objet, alors que la majorité des enfants de 4 ans est capable de distinguer entre l’apparence et la nature réelle d’un objet en reconnaissant par exemple que celui-ci peut à la fois être une éponge et ressembler à un caillou. La capacité à considérer un même événement à travers différents points de vue est également marquée par de tels progrès développementaux. Dans la tâche dite de fausse croyance, on présente à l’enfant une scénette dans laquelle une marionnette cache un objet dans un endroit particulier puis s’absente. L’objet est alors déplacé à l’insu du personnage et on demande à l’enfant de prédire où ce dernier ira le rechercher à son retour. Les résultats tendent à montrer que les enfants de 3 ans, estimant que la marionnette se dirigera vers l’endroit où l’objet à été dissimulé en son absence, n’arrivent pas à attribuer une fausse croyance au personnage, tandis que la majorité des enfants de 4 ans sont capables d’une telle attribution (Wimmer & Perner, 1983).

Exigeant également un déplacement du focus attentionnel entre différents aspects d’un même stimulus, différentes épreuves adaptées du « Trail Making Test » dans lesquelles il s’agit de relier dans l’ordre et en alternance des stimuli de différente nature sont utilisées afin d’évaluer la flexibilité réactive de l’enfant. Elaboré à l’intention des enfants d’âge scolaire, le

« Children’s Color Trails Test » (Llorente, Williams, Satz, & D'Elia, 2003) implique le respect d’une alternance de couleur dans l’exécution d’un tracé reliant une série de nombres en ordre croissant. Une version destinée à l’évaluation des compétences en flexibilité durant la période préscolaire, le « Trail Making Test for Preschoolers »(TRAILS-P) (Espy & Cwik, 2004), a récemment été mise au point afin de permettre l’évaluation d’enfants dont les compétences numériques sont encore très limitées. Dans cette épreuve, on présente à l’enfant, dans un premier temps, une série d’items représentant des chiens de tailles différentes, la tâche consistant à relier les stimuli dans l’ordre croissant de leur grandeur, « depuis le bébé chien jusqu’au papa chien », soit du plus petit au plus grand. Dans la condition de flexibilité, on introduit des items représentant des os dont la taille de chacun d’entre eux correspond à celle de l’une des figures canines et l’on demande cette fois à l’enfant de relier les items dans un ordre croissant de grandeur tout en respectant une alternance entre les deux différents types de stimuli présentés. Afin de mesurer les performances en matière de « shifting » attentionnel, on procède ici au calcul du « coût cognitif » qu’implique la tâche de flexibilité relativement à la tâche contrôle en comparant les temps de réalisation effectués dans chacune des deux conditions. Les résultats obtenus auprès d’enfants d’âge préscolaire révèlent une diminution du temps de réalisation dans chacune des conditions entre 3 et 5 ans suggérant l’existence de

différences développementales dans les processus cognitifs requis pour remplir les différentes exigences de la tâche dans chacune des conditions. De manière surprenante, les auteurs constatent également une diminution du temps de réalisation entre la condition contrôle et la condition de flexibilité. Celle-ci serait expliquée par l’existence d’un effet d’apprentissage, lequel serait susceptible d’avoir atténué toute différence potentielle relativement au coût cognitif associé au « shifting » (Isquith, Crawford, Espy, & Gioia, 2005).

A l’instar des compétences en matière de flexibilité réactive, les performances en flexibilité spontanée font également l’objet d’importants progrès développementaux au cours de l’enfance. Les tâches de fluence verbale, et dans une moindre mesure, figurale, sont communément utilisées pour évaluer ces compétences. La majorité des études développementales révèle l’existence d’un effet de l’âge sur les performances dans ces deux types de tâches, bien que l’âge auquel celles-ci atteignent leur maturité demeure encore controversé (Roy, 2007). Korkman, Kemp et Kirk (2001) ont pu mettre en évidence une augmentation de la fluence entre 5 et 12 ans, l’effet de l’âge étant particulièrement accentué entre 5 et 8 ans ainsi qu’entre 11 et 12 ans, suggérant un prolongement du développement de ces compétences au cours de l’adolescence. Des résultats similaires ont été retrouvés auprès d’une population d’enfants âgés entre 3 et 12 ans, attestant de la validité des épreuves de fluence dans la mesure du fonctionnement exécutif au cours du développement (Klenberg, Korkman, & Lahti-Nuuttila, 2001). En revanche, selon Anderson, Anderson, Northam, Jacobs, & Catroppa (2001) les compétences en fluence atteindraient leur pleine maturité vers l’âge de 11 ans, leur étude ayant souligné l’absence d’effet significatif de l’âge sur les performances au cours de l’adolescence. Dans les épreuves de fluence verbale, on comptabilise typiquement le nombre de mots corrects produits pendant un intervalle temporel de 60 secondes, indice qui reflète la flexibilité avec laquelle l’enfant est capable de récupérer spontanément un matériel verbal particulier, tout en se désengageant de certains types de réponses non pertinentes. Ainsi, il convient également de recenser, d’une part, le nombre de persévérations, réponses correctes répétées à une ou plusieurs reprises, et d’autre part, le nombre d’intrusions ou mots appartenant à une autre catégorie sémantique ou phonémique.

Les épreuves de fluence verbale sémantique s’avèrent en général plus évidentes que les tâches de fluence phonémique dans lesquelles la récupération de mots requiert l’exploration d’un plus grand nombre de sous-catégories. En effet, alors qu’en une minute un enfant peut générer en moyenne dix noms d’animaux à 6 ans et quinze à 12 ans, il ne produit respectivement que trois et huit réponses correctes aux mêmes âges dans une tâche de nature phonémique (Matute, Rosselli, Ardila, & Morales, 2004).

Certaines études se sont intéressées au pattern de productivité de la fluence verbale en fonction du temps, et ceci aussi bien chez des enfants d’âge scolaire en bonne santé (Hurks et al., 2006), que chez de jeunes adultes bien portants (Crowe, 1998). Ces travaux ont pu mettre en évidence, dans des tâches de fluence tant sémantique que phonémique, une diminution significative du nombre et de la fréquence des items produits en fonction du temps. Plus précisément, les auteurs constatent que, dans une tâche de fluence verbale se déroulant sur une durée de 60 secondes, la production verbale dans le premier intervalle de 15 secondes s’avère être plus de deux fois plus importante qu’elle ne l’est dans le dernier. Pour expliquer cet effet, Crowe (1998) suggère le recours au modèle d’organisation lexicale proposé par Smith et Claxton (1972) comprenant deux stocks verbaux, à savoir, d’une part, le « topicon », contenant des mots communs et facilement accessibles, et d’autre part, le « lexicon », répertoire plus vaste recruté après épuisement du topicon. Sur la base de ce modèle et de nombreuses évidences empiriques, Crowe (1998) avance l’idée selon laquelle il existerait, durant les 15 premières secondes de la tâche, un réservoir de mots fréquents disponibles, automatiquement activé pour la production. Au cours du temps, ce réservoir s’épuiserait et la production deviendrait alors plus difficile, moins abondante et dépendrait davantage des fonctions exécutives (Hurks et al., 2006). Ainsi, l’appauvrissement de la fluence en fonction du temps serait dû au fait que la recherche deviendrait plus malaisée et exigerait plus d’efforts dans les derniers intervalles temporels, comme le reflète la diminution de la fréquence des mots produits. Plus précisément, la diminution de la production en fonction du temps s’expliquerait par l’augmentation du temps nécessaire à l’implémentation de processus de recherche pertinents, la recherche se complexifiant alors que les cibles deviennent moins fréquentes. Ainsi, l’analyse des performances au cours du temps dans une tâche de fluence verbale peut s’avérer révélatrice de l’efficacité tant des traitements automatiques, rapides et relativement inconscients de l’information que des processus contrôlés, lents et attentionnellement coûteux. L’évaluation des performances de fluence en fonction du temps est donc susceptible de fournir un aperçu plus approfondi des processus cognitifs impliqués et peut par conséquent s’avérer utile dans l’acquisition de nouvelles connaissances concernant le traitement de l’information des enfants et adultes porteurs de déficiences cognitive ou physique (Hurks et al., 2006).

Dans le cadre de notre recherche et afin d’appréhender la composante exécutive de flexibilité de la manière la plus exhaustive possible, nous avons souhaité étudier conjointement chacune des deux différentes dimensions mises en évidence par Eslinger et Grattan (1993) en prenant le soin de mesurer les performances aussi bien réactives que

spontanées de nos jeunes participants. Pour ce faire, nous avons choisi de nous intéresser, d’une part, aux performances mesurées au moyen d’une épreuve inédite impliquant des capacités de nature attentionnelle, et d’autre part, aux compétences évaluées par le biais d’une tâche de fluence verbale. Par ailleurs, afin d’affiner notre analyse, nous avons également cherché à étudier, au sein même de cette dernière épreuve, le pattern de productivité en fonction du temps en comparant la production verbale émanant de chacun des deux processus automatiques et contrôlés postulés par Crowe (1998).