Master
Reference
La position dans laquelle on se trouve (assise ou couchée) influence-t-elle les opérations sur la carte cognitive ?
MOLNAR, Agnès
Abstract
La carte cognitive est une représentation mentale de l'organisation de l'espace (Tolman, 1948). Actuellement, de nombreuses études d'orientation spatiale s'effectuent grâce à l'IRM, et par conséquent, en position couchée. Le présent travail teste les relations entre la position du corps (assise/couchée) et le traitement de la carte cognitive. L'hypothèse prévoit qu'en position couchée, les participants mettront plus de temps à effectuer la tâche et, que le taux de bonnes réponses sera inférieur. Ainsi, 40 participants âgés de 22 à 45 ans (M = 28.3, SD = 5.88) ont été testé lors d'une tâche d'orientation spatiale programmée grâce au logiciel E-Prime©. Les résultats n'ont pas montré de différence du taux de bonnes réponses entre les deux positions. Cependant, nous pouvons conclure qu'en position couchée, les participants mettent plus de temps pour effectuer des opérations sur leurs cartes cognitives. On peut alors s'interroger sur l'utilisation correcte des IRMs pour des tâches d'orientation spatiale.
MOLNAR, Agnès. La position dans laquelle on se trouve (assise ou couchée) influence-t-elle les opérations sur la carte cognitive ?. Master : Univ. Genève, 2014
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La position dans laquelle on se trouve
(assise ou couchée) influence-t-elle les opérations sur la carte cognitive ?
MÉMOIRE REALISÉ EN VUE DE L’OBTENTION DE LA MAITRÎSE UNIVERSITAIRE EN PSYCHOLOGIE
ORIENTATIONS
PSYCHOLOGIE COGNITIVE PSYCHOLOGIE DÉVELOPPEMENTALE
PAR Agnes Molnár
DIRECTEUR DU MÉMOIRE Roland Maurer
JURY Britt Erni
Edouard Gentaz Genève, Septembre 2014
UNIVERSITE DE GENEVE
FACULTE DE PSYCHOLOGIE ET DES SCIENCES DE L'EDUCATION SECTION PSYCHOLOGIE
2 RÉSUMÉ
La carte cognitive est une représentation mentale de l’organisation de l’espace (Tolman, 1948). Actuellement, de nombreuses études d’orientation spatiale s’effectuent grâce à l’IRM, et par conséquent, en position couchée. Le présent travail teste les relations entre la position du corps (assise/couchée) et le traitement de la carte cognitive. L’hypothèse prévoit qu’en position couchée, les participants mettront plus de temps à effectuer la tâche et, que le taux de bonnes réponses sera inférieur.
Ainsi, 40 participants âgés de 22 à 45 ans (M = 28.3, SD = 5.88) ont été testé lors d’une tâche d’orientation spatiale programmée grâce au logiciel E-Prime©.
Les résultats n’ont pas montré de différence du taux de bonnes réponses entre les deux positions. Cependant, nous pouvons conclure qu’en position couchée, les participants mettent plus de temps pour effectuer des opérations sur leurs cartes cognitives. On peut alors s’interroger sur l’utilisation correcte des IRMs pour des tâches d’orientation spatiale.
3 REMERCIEMENTS
Mes premiers et sincères remerciements vont à Britt Erni et Roland Maurer. Merci pour votre aide précieuse, votre confiance, votre disponibilité et votre flexibilité. Merci aussi pour votre soutien quand les études devenaient pénibles. J’ai été très contente de travailler avec vous et je vous en suis reconnaissante.
Je tiens également à remercier Andres Posada pour sa patience, Igor Faulmann pour ses coups de main et Sebastian Rieger pour la visite de l’IRM.
Merci à Edouard Gentaz et Marc Ratcliff pour leurs apports bibliographiques et leurs conseils avisés.
Merci aussi à la Vitrerie Jacques Brenn qui m’a généreusement offert le miroir nécessaire à mon expérience.
Je tiens à remercier d’autres étudiants de ma volée qui m’ont permis, d’une manière ou d’une autre, d’arriver au bout de ce travail : Emira, Isabelle, Alex, Maxim, Aldara, Marwa, Paulina, Julie et Constance.
Merci beaucoup aux participants qui ont bien voulu passer mon expérience.
Merci à Alexandre Bourquin et au secrétariat de la FPSE pour le prêt de matériel et de salles.
Merci encore à mes correcteurs : Mouse, Papa, Nico, Raf, Fabien.
Et pour finir, merci à eux aussi: Sophie, Rodrigo, Fanny, mes collègues de travail, Azam de chez Ikea, Aurélien, Vita, Danielus, Maria, Bertrand, Amanda, Maman.
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Table des matières
1. Introduction théorique ... 6
1.1. Exemple en guise d’introduction ... 6
1.2. L’orientation spatiale ... 7
1.3. Cadres de références spatiaux ... 8
1.4. Différents mécanismes pour s’orienter ... 9
1.5. La carte cognitive... 10
1.6. Les informations idiothétiques et allothétiques dans les processus d’orientation spatiale ... 12
1.7. Egocentré ou Allocentré : quel est le référentiel principal d’encodage ? ... 13
1.8. S’orienter dans le plan vertical ... 17
1.9. Gravité et verticalité ... 17
1.10. La verticalité et ses référentiels spatiaux ... 18
1.10.1. Le référentiel gravitaire ... 18
1.10.2. Le référentiel visuel ... 20
1.10.3. Le référentiel égocentré ... 20
1.11. Le référentiel et son changement : quelles implications ? ... 21
2. Méthode ... 22
2.1. Population ... 22
2.2. Matériel ... 23
2.2.1. Création des items ... 23
2.3. Description de la tâche ... 24
2.4. Procédure ... 25
2.5. Plan expérimental... 26
2.6. Hypothèses opérationnelles ... 27
3. Résultats ... 28
3.1. Acquisition des données ... 28
3.2. Analyses des données sociodémographiques de la population... 29
3.3. Analyses de la variable dépendante taux de bonnes réponses en fonction de la position du corps et du type de relation spatiale ... 29
3.3.1. Analyses descriptives ... 29
3.3.2. Analyses inférentielles ... 30
3.4. Analyses de la variable dépendante temps de réponse en fonction de la position du corps et du type de relation spatiale... 30
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3.4.1. Analyses descriptives ... 30
3.4.2. Analyses inférentielles ... 31
3.5. Analyses de la variable dépendante supplémentaire temps de placement en fonction de la position du corps et du type de relation spatiale ... 31
3.5.1. Analyses descriptives ... 31
3.5.2. Analyses inférentielles ... 33
3.6 Analyses supplémentaires ... 33
3.6.1. Analyses descriptives et inférentielles des temps de réponse sur les bonnes réponses uniquement en fonction de la position du corps et du type de relation spatiale ... 33
3.6.2. Analyses descriptives et inférentielles des temps de placement sur les bonnes réponses uniquement en fonction de la position du corps et du type de relation spatiale ... 34
4. Discussion ... 35
4.1. Les hypothèses à la lumière des résultats ... 36
4.2. L’ambiguïté sur les résultats du type de relation spatiale ... 37
4.3. Remaniements futurs de l’étude ... 38
4.4. La position dans laquelle on se trouve influence les opérations sur la carte cognitive : comment l’expliquer? ... 40
4.5. Quelles implications peuvent entrainer les résultats présentés dans cette recherche ? ... 43
4.6. Conclusion ... 44
5. Bibliographie ... 45
6. Annexes ... 49
Annexe 1 : Liste des 31 lieux pour la construction des items ... 49
Annexe 2 : Mode d’emploi du logiciel créateur des items ... 50
Annexe 3 : Instructions de la tâche ... 51
Annexe 4 : Illustration d’une mise en abyme ... 52
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1. Introduction théorique
1.1. Exemple en guise d’introduction
Pour profiter de la bonne ambiance estivale et de leurs grandes vacances, la famille Takács a décidé de louer une maison dans les îles Canaries. Après mûres réflexions, ils ont choisi une résidence au bord de la plage dans ce petit coin de paradis qu’est Lanzarote. Cette destination permettra, entre autres, aux enfants d’aller plonger, activité dont ils raffolent. Les Takács sont sept ; les parents (le père et la mère), les enfants (deux filles et un garçon), la grand-mère et Spirit le hamster doré.
Les premiers jours dans ce petit coin de paradis ne sont que découvertes permanentes.
Ne connaissant pas l’île la famille Takács se promène en surveillant la grand-mère qui semble souvent un peu perdue dans ce nouvel environnement. Petit à petit, l’espace devient de plus en plus connu. Le GPS reste à la maison avec Spirit le hamster et chacun semble pouvoir trouver son chemin.
Un matin, le père souhaite cuisiner une omelette pour toute la joyeuse famille. Il cherche donc les œufs dans le placard où il les avait rangés. Or, à ce moment, il découvre que ces œufs ont disparu. Comme Monsieur Takács connait le chemin qui mène à l’épicerie, il part acheter les ingrédients qui lui manquent pour préparer le petit déjeuner. Mais cette fois, l’épicerie est difficile à atteindre car le pont qui reliait la maison à l’échoppe s’est écroulé pendant la nuit. Fort heureusement, Monsieur Takács sait de mieux en mieux se déplacer sur l’île, il peut donc contourner cet obstacle et emprunter un autre chemin qui lui permettra de rejoindre le but de son expédition, à savoir trouver l’épicerie pour acheter des œufs.
Le père est satisfait de marcher sur la plage car quand il marche, il sait où se trouve la mer par rapport à lui sans qu’il doive y réfléchir constamment. Monsieur Takács pense alors à son expédition œufs et à sa fille ainée. Cette dernière est bien incapable de modifier sa route sans se perdre. Il se dit alors que nous ne sommes pas tous égaux en orientation spatiale.
Un jeudi, Madame Takács couchée sur la plage, tente de parfaire son bronzage. Elle se dit qu’elle devrait bientôt aller à l’épicerie acheter de la crème solaire et réfléchit alors au chemin à emprunter. Le fait d’être couchée influence-t-il sa capacité à réfléchir sur la structure géographique de l’île ?
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1.2. L’orientation spatiale
Pour saisir les notions clefs de l’orientation spatiale, la famille Takács va nous permettre de lier la théorie à la vie réelle. En effet, comme souligné dans l’ouvrage de Waller et Nadel (2012) Handbook of Spatial Cognition, l’absence de consensus sur les terminologies liées à l’orientation spatiale rend la compréhension de ce concept délicat. Alors, avant toute autre chose, une définition des termes employés dans ce travail doit être présentée.
Selon le petit Larousse (1997), l’orientation est l’action de déterminer, du lieu où l’on se trouve, la direction des points cardinaux. Selon Luyat et Ohlman (2003), le terme orientation désigne l’écart angulaire entre une direction donnée et une direction de référence.
Nous verrons au cours de ce travail que selon le plan de référence (horizontal ou vertical), l’acception de ce terme suit l’une ou l’autre de ces définitions.
En neuropsychologie, l’espace est défini en deux zones distinctes ; l’espace péri- personnel et l’espace extra-personnel. Le premier représente l’espace proche accessible à la préhension, alors que le second désigne tout ce qui se situe au-delà de l’espace de préhension (Committeri et al., 2007). S’orienter requiert un traitement simultané de ces deux espaces, car pour savoir où nous allons, il faut commencer par savoir où nous sommes. Ainsi, connaître l’emplacement de son corps dans l’espace est une information capitale pour circuler dans le monde.
En termes évolutifs, il est essentiel de pouvoir se déplacer en fonction de ses besoins et de ses buts. La mère louve sait où aller chasser et comment revenir à la tanière, au même titre que Monsieur Takács sait rentrer à la maison après avoir acheté ses œufs. L’orientation spatiale est une activité motivée et dirigée par un but (Golledge, 1999). Elle est d’une importance primordiale dans notre vie quotidienne. Où suis-je? Où sont les autres lieux de mon environnement? Comment puis-je arriver là-bas? De telles questions reflètent les fonctions essentielles de l’orientation spatiale (Maguire et al., 1998).
Nguyen (2011) dit « l’orientation spatiale, c’est-à-dire la capacité de savoir où nous sommes par rapport aux objets qui nous entourent à l’intérieur de notre environnement, est une caractéristique centrale dans la conscience de la situation et dans la préparation aux actes » (p. 6). L’orientation spatiale est un processus cognitif aussi important que l’attention, la perception, ou encore les fonctions exécutives. Quasiment tous les comportements ont une implication spatiale (Waller & Nadel, 2012). En effet, nous traitons sans cesse de l’information spatiale, que ce soit pour nous déplacer, pour connaitre la position de notre
8 corps ici et maintenant, ou encore pour des activités routinières comme fermer une fenêtre ou étendre du linge. A cela s’ajoute que, pour retrouver l’étendage et la buanderie, la mémoire spatiale est nécessaire. Cette dernière permet d’encoder, de stocker et de récupérer les informations spatiales (Plukaard, 2009). La mémoire spatiale représente la capacité de nous rappeler où sont les choses dans le monde et comment y accéder depuis des points de départ parfois différents (Kessels, de Haan, Kappelle, & Postma, 2001, cités par Postma, Oers, Back,
& Plukaard, 2012). Cette mémoire peut décliner avec l’âge ce qui peut entrainer des comportements spatiaux inadéquats comme des difficultés pour la conduite (Burns, 1999) ou encore, une perte d’autonomie dans les déplacements et cela à différentes échelles (domicile, voisinage, quartier, ville) (Descloux, 2013). Cette perte de mémoire spatiale peut expliquer les difficultés de grand-maman Takács.
L’orientation spatiale combine également des actes physiques de déplacement avec une gamme d’activités cognitives telle que la mémoire des lieux ou la planification de l’action (Waller & Nadel, 2012). Ainsi, l’orientation spatiale est en partie automatique mais selon le but à atteindre, elle nécessite l’allocation de ressources attentionnelles (Golledge, 1999). Par exemple, au début de leur découverte de Lanzarote, les Takács ont besoin de concentration pour retrouver la maison.
1.3. Cadres de références spatiaux
A la notion d’orientation spatiale se rajoute celle de références spatiales. En effet, lorsque Monsieur Takács est face à la mer, la mer est face à lui. Lorsqu’il se tourne de 90° à droite, la mer se retrouve sur sa gauche alors qu’elle n’a pas bougé. On peut expliquer ce phénomène grâce au cadre de référence spatial utilisé. Si l’on prend le point du vue de Monsieur Takács, donc centré sur l’observateur, chacun de ses mouvements modifie la représentation de tout l’espace. L’origine du système de coordonnés et le point d’encrage pour toutes les relations spatiales est le sujet propre. On nomme ce cadre de référence le cadre de référence égocentré, du latin ego signifiant moi.
La position de la mer des Iles Canaries, elle, n’est pas modifiée. Sa position reste indépendante de la position du sujet, et est donnée par référence à d'autres objets. Ce cadre de référence spatial est dit allocentré, du grec ancien άλλος (allo) signifiant autre. Le monde représente une « carte » fixe où les relations spatiales sont préétablies. L’individu se déplace sur cette carte et adapte son point de vue en fonction de sa position. Grossièrement resumé : un espace peu connu serait représenté dans un cadre de référence égocentré. En effet, au début de l'exploration, les objets ne peuvent être rapportés qu'à soi, avant qu'on puisse établir quels
9 liens spatiaux directs ils ont entre eux. Un lieu connu, quant à lui, serait représenté dans un cadre de référence allocentré donc indépendant de la perspective de l’observateur (Erni, 2011).
Cependant, lors de déplacements, les deux cadres de référence sont en jeu. O’Keefe et Nadel (1978) ont été les premiers à distinguer ces deux cadres de référence.
1.4. Différents mécanismes pour s’orienter
Spirit le Hamster et la famille Takács utilisent-ils les mêmes stratégies pour se déplacer ? A un certain niveau oui. En effet, les hamsters et les humains utilisent parfois le comportement spatial d’intégration du chemin que nous allons décrire ici.
L’intégration du chemin est un processus de calcul interne qui se fonde sur les informations liées au mouvement propre (Maurer, 2012). Ce mécanisme est utilisé par de très nombreuses espèces et il est fort efficace pour revenir au dernier point connu. L’intégration du chemin fournit des informations continues sur la localisation de l’animal lors d’un déplacement. Elle est basée sur la propre représentation de l’espace que se fait l’animal (Gallistel, 2004, cité par Etienne & Jeffery, 2004) et fonctionne en additionnant les petites incrémentations du mouvement dans une représentation continuellement remise à jour concernant la direction et la distance à partir du point de départ (Etienne & Jeffery, 2004). En effet, un hamster peut se promener hors de son nid, trouver de la nourriture et y revenir rapidement en ligne droite, par le chemin le plus court. L’acquisition d’informations proprioceptives permet au cerveau du hamster de traiter ces données et de déduire le vecteur qui le reconduira au nid. L’intégration du chemin ne nécessite pas forcément de points de repères extérieurs bien que cela puisse être un complément (Jeffery, 2003). Les humains utilisent aussi l’intégration du chemin dans la vie quotidienne, comme par exemple pour retrouver la sortie d’une pièce inconnue dans l’obscurité (Maurer, 2012). Böök et Gärling (1981, cités par Farrell & Thomson, 1998) suggèrent que chez les humains, un tel mécanisme peut servir de remise à jour spatiale en l’absence d’informations visuelles. Ainsi, le corps en déplacement induit des informations qualifiées d’idiothétiques, donc provenant du corps propre, par opposition aux informations allothétiques provenant de sources externes (Faulmann, 2013).
Imaginons un instant que Madame Takács quitte un jour la maison car elle rêve d’un bon cocktail sur la plage. Elle marche pour la première fois en direction du bar et retient les informations pertinentes pour pouvoir retrouver le chemin une autre fois. Elle se souvient que devant l’église elle a tourné à gauche puis à droite derrière l’épicerie. Elle a alors associé un
10 stimulus (l’église, l’épicerie) à une réponse spatiale (tourner à gauche). Cette stratégie principalement égocentrée d’association entre stimuli et réponses est appelé route (Jeffery, 2003). Madame Takács n’est pas la seule à se déplacer en utilisant ce mécanisme de route.
Comme vu précédemment, les représentations égocentrées sont en particulier prédominantes lors des premières explorations d'un environnement. Cependant, comme le soulignent Pazzaglia et al. (2000, cités par Pazzaglia & De Beni, 2001), de nombreux étudiants de leur recherche préfèrent le type de représentation de l’espace route et pas seulement pour les lieux non familiers ; cette approche est aussi leur approche favorite pour se représenter les lieux familiers.
L’utilisation de route peut être fragile, car l’environnement peut se modifier et rendre impossible l’application de la chaîne de stimuli-réponses que le sujet a apprise. Si l’épicerie est détruite, Madame Takács aura du mal à retrouver son bar fétiche, à moins qu’elle n’ait pu encoder le trajet sous une forme dépendant moins de son point de vue, donc dans un cadre de référence moins égocentré.
1.5. La carte cognitive
Forts des connaissances acquises jusque-là, nous comprenons mieux comment Monsieur Takács a pu rejoindre l’épicerie en modifiant son itinéraire. Monsieur Tackács, n’utilise pas seulement la stratégie route, il semble connaître les relations spatiales entre différents éléments de l’île, par exemple, il sait qu’au nord de l’église il y a la mer et à l’est de l’épicerie il y a l’église. Ces relations spatiales ne dépendent pas du point de vue de Monsieur Takács, elles sont donc allocentrées. Monsieur Takács semble avoir une représentation interne de l’environnement et des relations spatiales qui unissent cet environnement, il peut alors manipuler ses représentations pour modifier son itinéraire. De plus, Monsieur Takács peut utiliser la stratégie que l’on nomme survol et qui consiste à avoir une vue aérienne d’une ville ou d’un espace.
Une représentation mentale de l’environnement générée dans un référentiel allocentré est appelée une carte cognitive. Golledge (1999) les définit ainsi : « cognitives maps are the internal representation of perceived environmental features or objects and the spatial relations among them » (p.6). O’Keefe et Nadel (1978) enrichissent cette définition en stipulant que la carte cognitive n’est pas juste un contenu, mais un contenu ajouté à des opérateurs qui permettent de lire ces représentations et d’y effectuer des opérations. L’individu peut alors inférer des relations spatiales, il peut évaluer des distances et des directions entre les éléments
11 d’un environnement. Les distances et directions sont les deux types de relation spatiale qu’un individu peut se représenter une fois qu’il maîtrise sa carte cognitive.
Nous pouvons conceptualiser la carte cognitive comme étant une mise en abyme1. Monsieur Takács, grâce à sa carte cognitive, peut se situer dans l’espace allocentré construit par son esprit. Dans sa représentation mentale, il est un objet parmi d’autres. Assis devant l’église de Lanzarote et regardant ses mains (position égocentrée), Monsieur Takács peut se visualiser dans sa représentation allocentrée : il se voit alors être assis au nord de l’église et il se voit en train de se visualiser sur sa carte cognitive.
Selon Aragonés (1998), le terme carte cognitive est une métaphore, car la carte cognitive n’est pas semblable à une carte géographique. Golledge (1999) définit les cartes comme étant une représentation de connaissances accumulées par des individus et des sociétés. Ainsi les cartes fonctionnent comme support d’activités et d’archivages. La carte cognitive est, quant à elle, inobservable. Sa fonction est connue mais se nature reste inconnue.
En effet, encore aujourd’hui, l’existence de la carte cognitive reste un sujet controversé bien que de nombreuses études et recherches reposent sur ce concept (Taube, Valerio, & Yoder, 2012).
Il semble primordial de dissocier l’acquisition et la lecture de la carte cognitive.
L’acquisition de la carte cognitive peut être comparée à la construction d’un puzzle : pièce après pièce une grande image se dessine. Ainsi, la carte cognitive dépend de l’information que reçoit l’individu de son environnement (Aragonés, 1998). Comme le souligne Poucet (1993), il existe une organisation hiérarchique et successive des étapes qui permettent de fonder une représentation interne de son environnement. En premier lieu, il y aurait intégration des différents points de vue de l’observateur. Ces représentations sont, à l’origine, entièrement égocentrées, puis des liens seraient établis entre diverses localisations. Par exemple, Madame Takács a découvert l’église, puis a connu l’épicerie et a pu établir une connexion spatiale entre ces deux lieux. Une carte locale s’est ainsi créée. Puis, connaissant la poste, une nouvelle connexion entre l’église et la poste se développe. Une nouvelle carte contenant la poste s’ajoute à la première carte. Cette juxtaposition de cartes permet de se déplacer de l’épicerie à la poste sans entrave. A ce niveau, il n’est pas encore nécessaire de posséder une représentation allocentrée. Cette dernière émergera lorsque l’environnement aura souvent été
1Une mise en abyme désigne le procédé qui consiste à répéter un élément à l'intérieur d'autres éléments similaires au premier.
Ainsi, les «poupées russes», emboîtées les unes dans les autres créent une mise en abyme.
12 exploré, deviendra familier et sera internalisé. Ainsi, tous les lieux seront reliés entre eux de façon allocentrée, donc indépendamment du point de vue de l’observateur.
La lecture de la carte cognitive, quant à elle, permet de se déplacer dans un environnement connu, c’est-à-dire, lorsque le puzzle est achevé. Cependant, contrairement à la juxtaposition de cartes locales, la carte cognitive permet des opérations diverses comme ; se représenter une distance ou trouver un raccourci entre n'importe lesquels des points connus.
Nous savons également que la lecture et l’acquisition de ces cartes ne requièrent pas les mêmes aires cérébrales (Taube et al., 2012).
Selon Golledge (1999) l’humain utilise préférentiellement la carte cognitive comme mécanisme d’orientation spatiale et sa construction se déroule très rapidement, dès les premiers épisodes d’exploration d’un lieu inconnu (Burgess, Spiers, & Paleologou, 2004, cités par Descloux, 2013). Au niveau mnésique, la construction de la carte cognitive semble faire appel à la mémoire de travail, alors que les éléments déjà connus sont stockés dans la mémoire à long terme (Burgess, 2006). Chez des sujets sains, les cartes cognitives sont résistantes à l’oubli, pour autant que l’individu intéragisse avec l’environnement mémorisé (Aragonés, 1998).
Nous rajouterons ici que l’intégration du chemin est un élément clef de la construction de la carte cognitive (Maurer, 2012). En effet, c’est cette intégration du chemin qui permettrait de rassembler dans un même système de coordonnés les environnements explorés et ainsi, de construire une représentation spatiale interne et homogène de l’environnement.
L’intégration du chemin reposant elle-même sur des informations idiothétiques, on constate l’importance des informations venant du corps propre. Notre corps nous parle et à travers lui, nous pouvons élaborer des représentions vastes de notre environnement.
1.6. Les informations idiothétiques et allothétiques dans les processus d’orientation spatiale
Taube, Valerio et Yoder proposent dans leur article de 2013 un résumé des processus impliqués dans l’orientation spatiale qui est divisée en deux parties essentielles : l’utilisation d’informations idiothétiques et l’utilisation d’informations allothétiques.
Les informations idiothétiques correspondent aux informations vestibulaires, proprioceptives et efférentes motrices. Ces informations sont les fondements de l’intégration du chemin car elles informent sur les mouvements propres. Les informations allothétiques
13 correspondent aux informations visuelles, auditives et tactiles qui permettent de traiter les repères spatiaux (l’épicerie par exemple). Les informations obtenues par l’intégration du chemin et le traitement des repères spatiaux sont analysés pour aboutir à des informations sur la position du sujet dans un système de référence allocentré. Les repères, la mémoire spatiale qui leur est associée et l’intégration du chemin sont traités et activent des cellules de lieu2, dont le patron d'activation informe l'individu sur sa position. Ces cellules de lieu donnent de l’information à l’individu sur sa position spatiale en tenant compte de l’environnement et en utilisant un cadre de référence allocentré.
En combinant les capacités permettant de se situer soi-même ainsi que son but dans l’espace, nous sommes capables de créer un itinéraire qui nous guidera à destination.
L’utilisation de repères et l’intégration du chemin fonctionnent normalement ensemble mais il peut arriver que ces mécanismes se retrouvent en conflit et alors un mécanisme dominera l’autre (Dolins & Mitchell, 2010, cités par Taube et al., 2013). Chez les humains, l’utilisation de repères est le système dominant.
1.7. Egocentré ou Allocentré : quel est le référentiel principal d’encodage ? Comme décrit en amont, il existe différents cadres de références spatiales. Cependant, la littérature ne s’accorde pas sur la nature des encodages égocentrés et allocentrés (Simonnet, Villedent, & Tisseau, 2013) et ces natures d’encodage différentes apportent des questions essentielles sur la forme de nos représentations mentales.
Selon Simonet et al. (2013), les actions de l’individu participent à l’intégration de repères égocentrés alors que les caractéristiques géométriques propres aux configurations favorisent l’intériorisation de références externes. Par exemple, grand-maman Takács se promène dans la maison. Elle sait que la douche se trouve derrière la porte bleue car elle a souvent ouvert cette porte. En parallèle, elle sait que la douche est dans la pièce adjacente à la cuisine. En effet, le mur commun entre la salle de bain et la cuisine est de la même longueur.
De plus, grand-maman Takács identifie la salle de bain comme un rectangle. Cette connaissance dans un référentiel allocentré permet une structuration euclidienne des caractéristiques de l’environnement3.
2 Une cellule de lieu est une cellule qui décharge en un lieu précis dans un environnement donné et qui ne décharge presque pas ailleurs.
3 La géométrie euclidienne traite du plan et de l’espace grâce, par exemple, aux droites, aux angles, aux cercles.
Elle se base sur des principes dictés par Euclide.
14 En toute logique, le référentiel égocentré dépend de la position et de l’orientation du sujet. Le corps du sujet et la direction de son regard définissent l’axe de référence de toute mesure de distance ou de rotation (Simonet et al., 2012). Ainsi, ce type de référentiel permet d’encoder en mémoire uniquement les relations sujets-objets, car la référence pour mémoriser est le point de vue du sujet. Pour rappel, le référentiel allocentré est quant à lui indépendant du point de vue du sujet et peut donc encoder en mémoire des relations de type objet-objet car il n’y a pas d’axe d’origine qui définit le point de vue. L’axe est établi arbitrairement.
Sans nous étendre sur ce sujet, précisons que des neurones réagissent à la position des individus dans l’espace (cellule de lieu, cellule de direction de la tête4). Cependant, au niveau neuronal, il est difficile de dissocier le référentiel allocentré du référentiel égocentré (Galati, Pelle, Berthoz, & Committeri, 2010). Ceci illustre l’imbrication de ces deux référentiels et l’on comprend mieux le débat lancé par Wang et Spelke en 2002 sur l’existence du référentiel allocentré. Pour expliquer leur théorie sur l’absence de référentiel allocentré, ces auteurs ont effectué un certain nombre d’observations. Nous nous intéresserons et nous décrirons la première observation qu’elles ont effectuée et qui concerne l’expérience, désormais fameuse, de Wang et Simons (1999).
Dans cette étude, les participants sont assis face à une paroi qui comporte deux fenêtres et derrière laquelle se trouve une table couverte de 5 objets. Pendant 3 secondes, les participants observent les objets à travers la première fenêtre. Puis des rideaux sont baissés sur les fenêtres pendant 7 secondes. Pendant ce temps, des objets de la table sont déplacés. Le but de l’étude est l’analyse de l’emplacement des objets par les participants.
Il existe différentes conditions expérimentales. Dans la première condition, le participant et la table restent immobiles. Dans la seconde, le participant reste immobile et ce dernier voit bouger la table de 40°. Dans la troisième, le participant se déplace à la seconde fenêtre (située à 40° de l’emplacement de base) et la table tourne aussi de 40°. Et dans la quatrième condition, le participant se déplace de 40° et la table, elle, ne bouge pas. Pour résumer, dans les conditions 1 et 3 le point de vue sur les objets est le même alors que dans les conditions 2 et 4 le point de vue sur les objets est décalé de 40°. Les résultats montrent que les participants ont de meilleures performances lorsque la table ne bouge pas, même si le participant sait que la table a bougé. Le déplacement du participant ne porte donc pas
4 Une cellule dite de direction de la tête décharge lorsque la tête de l’animal ou de l’humain est orientée dans une direction spécifique.
15 préjudice aux capacités de répondre correctement. Dans une version modifiée de cette expérience, les participants tournent eux-mêmes la table de 40° grâce à un levier solidaire de la table. Ils sont actifs dans le geste. Mais leurs performances sont égales à celles où ils restent assis à l’emplacement de base sans être actifs dans la rotation de la table. La capacité à mettre à jour la scène visuelle dépend alors du mouvement de déplacement et ne concerne pas uniquement le fait de prendre part à l’action. Ainsi, l’activité du sujet est un point central dans le type de référentiel utilisé. Comme vu dans l’expérience de Wang et Simons (1999), le mouvement de déplacement semble actualiser automatiquement le point de vue du sujet. C’est pour cette raison que Monsieur Takács n’est pas surpris de retrouver la mer au détour d’une ruelle. Son point de vue est mis à jour automatiquement lors de ses mouvements.
Un autre élément, permettant de douter du référentiel allocentré, est l’expérience de Wang et Spelke (2000) sur la désorientation. Cette étude montre que, s’il existait un référentiel allocentré, les participants se verraient moins désorientés en utilisant la géométrie de l’environnement pour se réorienter. Pour Wang et Spelke, un pur référentiel égocentré suffirait à construire notre environnement mental.
En opposition à la théorie de Wang et Spelke, Burgess, Trinkler, Kennedy et Cipolotti (2006) nient cette conception pro-égocentrée et discutent en faveur d’un référentiel allocentré.
Ils argumentent en précisant qu’à mesure que la représentation spatiale augmente, il devient impossible de tout ramener au corps propre et d’actualiser toutes les connaissances d’un lieu en fonction d’un simple déplacement de l’individu. Par exemple, si Monsieur Takács veut prendre un raccourci, il devient logique qu’il puisse utiliser une représentation n’engageant pas une remise à jour de toute l’île en fonction de chacun de ses pas. Il est évident que les deux référentiels spatiaux coexistent et différents paramètres permettent leur coordination (Simonet et al., 2012).
De nombreux autres débats animent cette question de la coordination des référentiels.
Certains auteurs sont partisans de la prédominance de l’activité sensorimotrice du sujet alors que d’autres prônent la suprématie des caractères géométriques de l’environnement pour coordonner les référentiels spatiaux et encoder les informations spatiales.
Les mouvements de l’individu permettent la création d’un référentiel égocentré mais le débat est subtil. En effet, selon le type de tâche proposé aux participants, l’encodage peut être directement allocentré. Mou, Mc Namara, Rump et Xiao (2006) ont tenté de définir quel type de référentiel spatial était utilisé pour mémoriser l’emplacement d’objets. Ils ont découvert
16 que si la composition des objets permettait d’extraire une forme géométrique, l’encodage se faisait de manière allocentrée alors que si les objets étaient placés au hasard, sans qu’aucune figure géométrique ne puisse en être extraite, l’encodage se réalisait de manière égocentrée.
Pour preuve, des participants désorientés effectuaient de bons résultats lorsque la composition d’objets était non géométrique et l’encodage associé égocentré.
Ainsi, pouvoir dégager un axe intrinsèque à une configuration permettrait un encodage allocentré. Par exemple, reconnaître un triangle dans des objets placé sur une table, conduirait à une représentation allocentrée. Une représentation égocentrée, quant à elle, serait temporaire et actualisée automatiquement (Simonet et al., 2012). Cependant, l’importance de l’axe intrinsèque de référence à une configuration ne provoque pas l’unanimité des chercheurs.
En résumé, le modèle proposé par Wang et Spelke en 2002 qui soutient l’idée d’un cadre de référence égocentré pour la mémorisation d’emplacement d’objets parait aujourd’hui être désuet. En effet, il semble plus cohérent de considérer un modèle à deux systèmes dans lequel les représentations égocentrées et allocentrées existent en parallèle.
L’utilisation de tel ou tel référentiel semble dépendre de nombreux éléments comme la taille et la structure de l’environnement ainsi que la familiarité de cet environnement (Nguyen, 2013).
Rappelons au passage cette figure de style : une représentation allocentrée est une mise en abyme. Prenons l’exemple de la boîte de fromage « la vache qui rit » pour mieux illustrer cette idée. Sur cette boîte de fromage est representée une vache souriante dont les boucles d’oreilles sont des boîtes de « la vache qui rit » sur lesquelles on observe la vache elle-même qui porte comme boucles d’oreilles des boîtes de « la vache qui rit » et cetera (cf. Annexe 4).
S’il n’y a pas de boîte de « la vache qui rit » sur la table de la cuisine et si cette boîte n’est pas tournée de manière à ce que l’image soit vue, il n’y a pas de mise en abyme. Une représentation allocentrée peut être saisie de la même façon. Car, comme le soulignent très justement Galati, Pelle, Berthoz et Committeri (2010), une représentation allocentrée est dépendante de la position et de la direction de l’observateur. En effet, les cellules de lieu et de direction de la tête déchargent selon la position et l’orientation de l’animal ou de l’humain.
Ainsi, selon la position de l’homme, ces cellules déchargent car leurs champs récepteurs sont fixés dans l’environnement extérieur à lui. Ces cellules sont considérées comme appartenant au référentiel allocentré et ce référentiel allocentré est logiquement lié à la position de l’individu, car c’est cette même position qui permet la déchage des cellules de lieu. Lorsque
17 nous faisons appel à nos cartes cognitives notre situation dans l’espace a son importance.
Madame Takács situe plus facilement l’épicerie de l’île de Lanzarote lorsqu’elle se trouve sur l’île que lorsqu’elle en parlera à ses amies de retour à Lausanne.
Notre situation géographique influence le traitement de nos cartes cognitives, mais qu’en est-il de notre position posturale ? Cette question orientera la seconde partie de cette introduction.
1.8. S’orienter dans le plan vertical
Si nous revenons à la définition initiale de l’orientation, pour rappel l’orientation est un terme désignant l’écart angulaire entre une direction donnée et une direction de référence (Luyat & Ohlman, 2003), nous constatons que jusqu’ici nous avons abordé l’orientation dans le plan horizontal. En effet, nous nous sommes intéressés à l’orientation spatiale comme si nous étions placés dans une boussole.
Cependant, s’orienter possède une définition infiniment plus vaste. S’orienter, c’est aussi pouvoir rester debout en équilibre, sans chuter et en veillant à économiser le plus d’énergie possible. En effet, dans le plan vertical l’orientation désigne l’écart angulaire entre le sol terrestre et la force gravitationnelle. Dans ce plan vertical, on parle alors de position (Luyat & Ohlman, 2003). Par exemple, la position de la tour de Pise impressionne toujours autant ses visiteurs.
Fort de cette définition, nous ajouterons qu’en fonction de l’activité exercée le référentiel utilisé est différent. Par exemple, un motard dans un virage alignera son corps et son véhicule pour être dans l’axe gravitaire subjectif alors que pour un observateur externe la position du motard ne sera pas droite. Selon l’action effectuée, nous orienterons les objets par rapport à nous ou par rapport à un cadre de référence externe. Pour lire, nous orientons le livre à nos yeux, mais pour accrocher un tableau, nous l’alignerons sur la gravité et prendrons alors un référentiel externe.
1.9. Gravité et verticalité
« Comment les organismes s’orientent-ils ? Par rapport à quoi s’orientent-ils et quelle est la fonction des systèmes perceptifs ? » (Luyat & Ohlman, 2003, p. 323). Les organismes se basent sur la gravité pour s’orienter. L’accélération gravitaire5 (g) est présente de manière
5 La gravité terrestre est l’attraction de la masse exercée par la terre. Tout corps posé sur la terre subit cette attraction.
18 égale sur la terre et permet aux humains de construire leur espace postural (position érigée) ainsi que l’espace allocentré des objets de notre environnement. Notre posture est organisée autour de la verticale qui correspond à la direction de l’accélération gravitaire. En effet, la direction de l’accélération gravitaire est dirigée de haut en bas. Cette direction correspond à la verticale physique et cette verticale physique implique la verticalité posturale qui est la direction que prend spontanément le corps. Si nous restons sur la terre, nous ne pouvons échapper à cette loi.
Pour illustrer cette idée par un exemple concret, penchons-nous sur les bébés nés prématurément. A la naissance, les systèmes musculaires et osseux de ces enfants contrent la gravité terrestre pour la première fois. Tristement, ces enfants souffrent d’hypotonie (tonus musculaire amoindri lié au développement moteur immature), leurs ajustements posturaux et moteurs sont insuffisants pour se prévenir de la gravité. Ils sont alors écrasés par le poids de leur propre corps et se retrouvent en posture de « grenouille écrasée », les jambes et les bras collés au lit. (Vaivre-Douret, Ennouri, Jrad, Garrec, & Papiernik, 2004). Un bébé né à terme sera, lui, préparé à contrer la gravité car son corps sera suffisamment tonique pour lui permettre de bouger plus ou moins à son aise.
Au niveau perceptif et cognitif, la verticalité physique et la dichotomie gauche-droite qui l’accompagne simplifie l’environnement en l’organisant de manière stable (Luyat &
Ohlman, 2003). Cela permet des traitements cognitifs plus rapides et une meilleure préparation à l’action. La perception de la verticale (au niveau postural et cognitivo- perceptuel) est polysensorielle, elle intègre de multiples sources d’informations sensorielles qui nous permettent de nous positionner dans la verticalité (Luyat & Ohlman, 2003). Ces différents canaux perceptifs peuvent être analysés comme étant des référentiels spatiaux dans le sens qu’ils nous informent de notre position. Ces référentiels sont impliqués à tous les niveaux du comportement. En effet, percevoir et contrôler son action sont des comportements qui découlent d’une activité bien plus élémentaire qui est de percevoir la verticale. Cette perception de la verticalité dépend chez l’homme des trois référentiels spatiaux (Luyat &
Ohlman, 2003) que nous allons décrire ici.
1.10. La verticalité et ses référentiels spatiaux
1.10.1. Le référentiel gravitaire
Oliver Sacks dans son livre fameux « L’homme qui prenait sa femme pour un chapeau » (1992), raconte l’histoire de Monsieur Gregor, atteint de Parkinson et ayant perdu
19 le sens de l’équilibre. Ne pouvant maintenir une position verticale sans aide visuelle, Monsieur Gregor installe un niveau à bulle dans ses lunettes. Il utilise alors son référentiel visuel pour pallier à son référentiel gravitaire défaillant. Cet exemple illustre ce point crucial : il n’existe pas de fonctionnement perceptif isolé mais une interconnexion entre les référentiels.
Oliver Sacks explique : « Les mécanismes et organes de contrôle par lesquels nos corps s’alignent et s’équilibrent correctement dans l’espace […] recèlent encore bien des mystères » (Sacks, 1992, p.100).
La perception de la force de gravité concerne plusieurs systèmes sensoriels mais c’est surtout le système vestibulaire qui agit comme un niveau à bulle. Le système vestibulaire se situe dans l’oreille interne et deux composantes principales permettent l’équilibration : les canaux semi-circulaires et les organes otolithiques. (Luyat & Ohlman, 2003). Les canaux semi-circulaires sont au nombre de six. Il y a trois canaux semi-circulaires de chaque côté de la tête, organisés en plan orthogonal donc perpendiculaires les uns aux autres. Ces canaux sont remplis d’un liquide appelé l’endolymphe (Maurer, 2013). Le mouvement de ce liquide informe du mouvement de la tête si cette dernière bouge de droite à gauche (comme pour dire non), de haut en bas (comme pour dire oui), ou lorsque la tête s’incline. De par leur caratéristique mécanique, les canaux semi-circulaires n’informent pas sur l’accélération linéaire mais sur les accélérations angulaires. Ainsi, si nous accélérons la tête parfaitement droite, les canaux semi-circulaires ne sont pas informatifs.
Les organes otolithiques sont composés de l’utricule et du saccule, disposés de manière orthogonale dans deux plans différents. Ces organes contenant aussi de l’endolymphe sont sensibles à la gravité et réagissent aux accélérations linéaires, de haut en bas ou de l’avant à l’arrière. Les organes otolithiques renseignent sur la position absolue de la tête par rapport à la verticale. En position verticale, un individu sain est capable de déterminer la position de sa tête au demi-degré près (Raymond, Lequeux, Minary, & Graulières, 2007).
Les organes otolitiques sont spécialisés pour détecter la gravité mais il existe aussi des récepteurs à la gravité situés dans les reins. De plus, les récepteurs tendineux de Golgi seraient impliqués dans les réactions antigravitaires que requiert la position debout en contribuant à l’équilibre postural (Luyat & Ohlman, 2003). Ces récepteurs réagissent à la force de la pesanteur et sont inefficaces en impesanteur. Les informations sensorielles extravestibulaires sont essentielles dans le contrôle de la posture. Une mauvaise lecture des informations vestibulaires entraine une mauvaise interprétation de la gravité et donc, atteint l’orientation
20 posturale de l’individu. Selon Taube et al. (2013), les informations vestibulaires sont essentielles pour la conscience spatiale.
1.10.2. Le référentiel visuel
Le référentiel visuel est constitué par les nombreuses verticales et horizontales fournies par notre environnement (bâtiment, horizon, végétation etc.) (Luyat, 2014). Lorsque les informations visuelles ambiantes sont biaisées, alors que les informations posturales restent inchangées, la qualité du jugement de verticalité reflète le poids des influences respectives du référentiel visuel et des référentielles gravitaires et égocentrés (Luyat &
Ohlman, 2003). Par exemple, lorsque l’on se trouve face à un cadre lumineux incliné dans une pièce obscure, nous avons tendance à tourner la tête pour percevoir le cadre comme étant droit.
Une inclinaison visuelle statique affecte l’ajustement de la verticalité du corps ou de la tête.
Pour saisir un monde stable et cohérent il est nécessaire que les informations vestibulaires et visuelles soient en adéquation (Luyat & Ohlman, 2003).
Comme le soulignent Taube et al. (2013) dans une tache de réalité virtuelle il existe une divergence entre les informations idiothétiques et visuelles qui peut entrainer des efforts de traitements supplémentaires.
1.10.3. Le référentiel égocentré
Pour pouvoir évaluer l’orientation des objets nous entourant, l’observateur doit détecter sa propre position. Toujours selon Luyat et Ohlman (2003), les informations visuelles, somesthésiques ainsi que vestibulaires renseignent l’individu sur sa propre orientation et participent à l’élaboration d’un cadre de référence égocentré. L’un des principaux référentiels égocentrés intervenant dans le traitement perceptif de l’espace est l’axe corporel céphalocaudal (l’axe Z), les pieds correspondent au bas et la tête correspond au haut. L’axe Z peut renforcer les informations reçues par d’autres référentiels (gravitaire ou visuel) pour autant qu’ils convergent. C’est pour cette raison que la perception d’informations contradictoires peut déboucher sur de fortes illusions (Luyat & Ohlman, 2003).
En plongée sous-marine la position spatiale est facilement perturbée. Sous l’eau, le corps ne s’oriente plus par rapport à la gravité car la pression peut perturber les canaux semi- circulaires. De plus, les repères visuels informant de la verticalité ainsi que de l’horizontalité font souvent défaut. L’immersion souligne alors l’importance des efforts fournis en posture normale pour ajuster notre orientation spatiale (Luyat & Ohlman, 2003).
21
1.11. Le référentiel et son changement : quelles implications ?
Gibson (1966, 1979, cité par Luyat & Ohlman, 2003) propose une approche écologique de la perception et du contrôle de l’orientation. Son approche repose sur deux postulats. Le premier postulat est la mutualité (ou lien mutuel entre le sujet et le milieu). Ce postulat stipule que le monde ne peut pas être défini ou décrit indépendamment du sujet qui le perçoit. Le second postulat est l’absence de dissociation entre la perception et l’action. Ce qui peut être perçu, ne peut être compris qu’en fonction de ses conséquences pour l’action. Nous ne percevons pas l’objet en soi mais nous percevons l’action ou le comportement qu’il peut susciter.
Dans cette approche écologique à la Gibson, l’activité posturale apparaît comme une condition indispensable à une perception et à un contrôle de l’orientation satisfaisantes (Luyat
& Ohlman, 2003). Ainsi, on peut se demander quelles peuvent être les implications d’un changement de référentiel sur le traitement des cartes cognitives. En effet, nous découvrons le monde en position érigée, que l’on soit assis ou debout mais jamais en position couchée, la construction de nos cartes cognitives se développe grâce à nos mouvements et à la conjonction des référentiels egocentrés et allocentrés. Nos mouvements dépendent de notre posture dans l’espace, de l’orientation de notre corps et le lien avec la construction de la carte cognitive semble alors évident. La position érigée nous permet de découvrir notre environnement et il en découle, par la suite, le développement de la carte cognitive. Comme souligné par Gibson, nous saisissons le monde en fonction de l’utilité que nous en avons. La carte cognitive est fort utile lorsque nous sommes en condition d’y faire appel, cela se produit lorsque nous sommes debout et généralement lors de déplacements. Que se produit-il si nous sommes couchés et faisons appel au traitement de ces cartes cognitives ?
Cette question est aujourd’hui essentielle car nombreuses sont les études d’orientation spatiale se déroulant en IRM et par conséquent en position couchée. Comme décrit en amont, le lien entre la position posturale et le traitement de la carte cognitive n’est pas établi, mais un doute raisonnable permet de questionner la possible influence de la position du corps sur le traitement de la carte cognitive.
Taube et al. (2013) ont nommé leur article « Is Navigation in Virtual Reality with fMRI Really Navigation ? » et ils y répondent : « yes and no. » Les participants qui effectuent une tâche de réalité virtuelle dans le scanner sont couchés sur le dos et ne bougent pas lorsqu’ils circulent dans le monde virtuel présenté. L’orientation spatiale repose en grande partie sur les
22 déplacements et les activations associées au système moteur, vestibulaire et proprioceptif (Taube et al., 2013). Cependant, dans le cas des réalités virtuelles, les informations idiothétiques ne correspondent pas aux informations visuelles. Le participant de ce type de tâche doit se déplacer grâce à un joystick et n’effectue pas un réel déplacement en marchant.
Il est alors possible que le traitement cérébral entre ces deux actions soit considérablement différent.
L’expérience menée dans ce travail tente d’observer de potentiels effets de la position du corps (assis/couché) sur le traitement de la carte cognitive. Les participants de cette recherche devront s’imaginer être dans différents lieux de la ville, faisant alors appel à leur représentation allocentrée de Genève. Cette démarche demande de coordonner simultanément différents référentiels ; le référentiel allocentré (carte cognitive de la ville) et le référentiel égocentré (position du corps et orientation en fonction de l’espace environnant – être dans la salle d’expérimentation).
Couché dans un scanner, les organes otolitiques indiquent que nous sommes à l’horizontale et sans mouvement ; par conséquent, voici la question de base de cette recherche : La position dans laquelle on se trouve (assise ou couchée) influence-t-elle les opérations sur la carte cognitive ? Ainsi, l’hypothèse théorique de cette étude postule que la position du corps influence les opérations sur la carte cognitive.
Les éléments de réponses apportés par cette recherche permettront peut-être un questionnement plus large sur les résultats obtenus lors d’IRM et les conclusions que l’on peut en tirer.
2. Méthode
2.1. Population
40 participants, 21 femmes et 19 hommes, âgés de 22 à 45 ans (M = 28.3, SD = 5.88), ont été testés. Ces participants ont été sélectionnés aléatoirement dans l’entourage de l’expérimentatrice et sont de tous niveaux socio-économiques et socio-éducatifs. Deux critères d’inclusion sont requis pour participer à cette expérience: savoir lire et connaître la ville de Genève. Connaître la ville de Genève signifie y vivre ou y étudier depuis au moins 2 ans. En effet, selon Aguirre et D’Esposito (1999) une amnésie antérograde touche les environnements connus depuis au moins 6 mois. Cela signifie qu’après six mois passé dans
23 un environnement, une carte cognitive semble s’être construite et basé sur ce critère, il a été décidé de considérer un délai de deux ans..
2.2. Matériel
La programmation de la tâche a été effectuée grâce au logiciel E-Prime© et a permis de mesurer les temps de réaction des participants lors de la tâche. Une souris permet de répondre aux questions en imitant le boitier de réponse d’une IRM. Un tapis de sol est utilisé pour la phase de questions en position couchée. Pour cette même phase, un miroir de 17*23 cm fixé sur un tabouret est placé au-dessus du visage des participants. Le miroir a une inclinaison de 42° ce qui permet de lire l’écran de l’ordinateur placé derrière la tête du sujet à 35 cm environ. La distance entre l’œil du sujet et le milieu du miroir est de 12 cm environ.
Ces paramètres sont établis afin de positionner le participant de la même manière que lors d’une IRM.
Figure 1. Disposition du matériel expérimental en condition couchée.
2.2.1. Création des items
Pour réaliser cette expérience, les items ont été créés par l’expérimentatrice en utilisant le logiciel mis en place par Maurer, Erni et Descloux en 2011. Ce logiciel permet de créer des items de distance et de rotation selon des caractéristiques fixées d’avance. Pour les items de rotation, il existe 4 points de repère : le point d’emplacement de base, où il faut imaginer se trouver; le point de direction du regard et du corps, où il faut s’imaginer être tourné; et les deux derniers points de repère, qui constituent les propositions de réponses. L’emplacement de ces deux derniers points de repère est contrôlé. Ils peuvent en effet être les deux à gauche du point d’emplacement de base, les deux à droite, ou un à gauche et un à droite. Pour les items de distance, il existe trois points de repère : le point de placement, où il faut s’imaginer se trouver et les deux points de repère qui constituent les propositions de réponses. Le logiciel construit chaque item de manière aléatoire en utilisant des coordonnées topographiques
24 suisses obtenues auparavant. En effet, lors de son travail de Master, Erni (2011) a réuni 357 adresses genevoises dont elle a recherché les coordonnés topographiques. Ces 357 lieux fondent la base de données qui a permis à l’expérimentatrice de ce présent travail de construire son expérience. En effet, sur ces 357 lieux, 50 lieux de Genève ont été retenus, puis 6 personnes, choisies aléatoirement, ont indiqué les lieux qu’elles connaissaient ou non. Suite à cela, une seconde liste a été soumise à 6 autres individus qui connaissaient tous les lieux proposés. Suite à ces pré-tests, 31 lieux ont été sélectionnés pour construire les items (cf.
Annexe 1). Il s’agit de lieux connus à Genève et la majorité de ces endroits se trouve sur la rive gauche. Puis, avec ces 31 lieux, 40 items ont été créés grâce au logiciel développé par Roland Maurer (cf. Annexe 2). Par la suite, les items ont été programmés sur le logiciel E- prime©.
2.3. Description de la tâche
Les participants effectuent l’expérience grâce à un ordinateur. Les questions sont posées sous cette forme : un premier écran indique le lieu où l’individu doit s’imaginer être et indique quelle tâche il doit effectuer. Lorsqu’il arrive à imaginer se trouver en ce lieu et qu’il est prêt, le participant clique sur la souris. Un second écran apparait avec les possibilités de réponses et le participant clique sur la souris pour indiquer la réponse de son choix.
Par exemple, pour les items dits de distance le premier écran indique : Vous êtes aux Bains des Pâquis.
Qu’est-ce qui se trouve le plus loin ? Après avoir cliqué sur la souris, l’écran suivant indique :
1. Fontaine de Bel-Air ou
2. Jardin Botanique Pour les items dits de rotation, le premier écran indique :
Vous êtes à la Fontaine de Bel-Air et vous êtes tournévers le Jet d’Eau Pour quel lieu devez-vous vous tourner le plus ?
25 Après avoir cliqué sur la souris, l’écran suivant indique :
1. Place des Nations ou
2. Place Neuve (statue)
Pour les items de distance, il a été précisé oralement et par écrit dans les instructions (cf. Annexe 3) que le participant doit évaluer les distances à vol d’oiseau et non en s’imaginant parcourir la route. Pour les items de rotation, l’exercice a été mimé par l’expérimentatrice et il a été demandé aux participants s’ils étaient certains d’avoir compris la règle. Lorsque les 40 items ont été soumis, l’expérience est terminée.
2.4. Procédure
L’expérience menée compare le traitement de la carte cognitive en position couchée et en position assise. Ainsi, l’expérience se scinde en deux parties, une partie en position assise et une partie en position couchée. Chaque participant répond aux questions dans les deux positions.
Quant au déroulement de l’expérience, le participant entre dans la pièce et l’expérimentatrice l’accueille chaleureusement en le remerciant d’être présent.
L’expérimentatrice interroge le participant quant à ses capacités pour lire et vérifie sa connaissance de la ville en lui demandant depuis combien de temps il vit ou étudie à Genève.
Les individus qui ne correspondent pas à ces critères ne peuvent pas participer à l’expérience et peuvent alors s’en aller.
Les participants s’assoient ensuite face à un ordinateur posé sur une table. Ils lisent les instructions à l’écran, l’expérimentatrice réexplique oralement les mêmes instructions en mimant les deux types de relation spatiale testées. Un entrainement sur 6 items (3 items pour chaque type de relation spatiale) est effectué en présence de l’expérimentatrice.
Au total, 40 items sont présentés dans la phase de test à chaque participant. 20 questions sont posées lorsque le participant est assis et 20 questions sont posées lorsque le participant est couché. Dans les 40 items présentés, 20 concernent le type de relation spatiale rotation et 20 items concernent le type de relation spatiale distance. Les participants répondent alors à 10 items de rotation et 10 items de distance en position assise puis répondent à 10 items de distance et 10 items de rotation en position couchée (ou vice versa). Une pause entre
26 chaque série de 10 items est proposée aux participants et c’est à ce moment que le participant change de position (assise-couchée) lorsque cela est nécessaire.
2.5. Plan expérimental
Pour mener à bien cette recherche, un plan expérimental à mesure répétée a été décidé.
En effet, l’utilisation d’un tel plan expérimental permet à tous les participants de passer par toutes les conditions expérimentales (plan intra-sujets) et ainsi, d’annuler des effets non désirables comme par exemple l’influence du temps de lecture.
Ayant pour but d’imiter la position du corps lors de l’IRM et de tester l’implication de cette position du corps sur le traitement de la carte cognitive, cette recherche a comme principale variable indépendante la position du corps (assise/couchée).
La seconde variable indépendante concerne le type de relation spatiale (distance/rotation). L’intérêt de cette variable est que lors de déplacements, les deux types de relation spatiale que nous effectuons sont les translations et les rotations et de plus,
Les variables dépendantes sont alors:
-le taux de bonnes réponses
-le temps de réponse (mesuré en millisecondes)
Le taux de bonnes réponses se mesure en divisant le nombre de réponses correctes par le nombre total d’items. Par exemple, pour 7 réponses correctes sur 10, le taux est de 0.7. Le taux de bonnes réponses est compris entre 0 et 1. Le temps de réponse est mesuré par E- prime© et est analysé en millisecondes.
Après réflexions, il a été décidé de s’intéresser également au temps de placement. En effet, ce temps de placement est considéré comme une variable dépendante supplémentaire car elle n’était pas définie dans les variables de départ. Cependant ce temps de placement est intéressant car il subit probablement l’effet de la position du corps et du type de relation spatiale. Ce temps de placement est mesuré grâce au logiciel E-prime© et est analysé en milisecondes. Il correspond au temps nécessaire pour lire la question, se positionner mentalement dans la ville et cliquer sur la souris, avant de découvrir les propositions de réponses sur l’écran suivant.
Variable dépendante supplémentaire : Le temps de placement (mesuré en milisecondes)
27 Pour éviter l’effet de variables non désirées, l’expérimentatrice a contrôlé certaines variables.
Variables contrôlées :
-Ordre de présentation des items : L’ordre de passation (debout-couché) et l’ordre des relations spatiales (distance-rotation) varient à travers les participants pour lutter contre les effets d’ordre et de fatigue. Un carré latin a préalablement été établi pour contrôler de potentiels effets.
-Ordre de proposition des lieux : L’expérimentatrice a pris soin de ne pas avoir de lieux identiques entre deux questions successives.
-Clics de souris : L’expérimentatrice a veillé à obtenir le même nombre de clics droits et de clics gauches sur la souris en fonction des réponses proposées.
-Directions des items de rotation : Pour les 20 items de rotation, il y a 6 items où les points de repère sont à droite de l’emplacement de base, 6 items où les points de repère sont à gauche de l’emplacement de base et 8 items où les points de repère sont mixtes (un à gauche et un à droite).
2.6. Hypothèses opérationnelles
Reprenant le titre et la question de base de cette recherche : La position dans laquelle on se trouve (assise ou couchée) influence-t-elle les opérations sur la carte cognitive ? et considérant les variables décrites ci-dessus, les hypothèses associées sont les suivantes.
Hypothèse sur la position du corps :
Les performances au niveau des temps de réponse ainsi qu’au niveau des taux de bonnes réponses seront meilleures en position assise qu’en position couchée.
On s’attend à observer des temps de réponse plus courts en position assise qu’en position couchée et on s’attend à observer des taux de bonnes réponses plus grands en position assise qu’en position couchée.
Hypothèse sur le type de relation spatiale :
Les performances au niveau des temps de réponse ainsi que le taux de bonnes réponses seront meilleures pour les relations spatiales de distance que pour les relations spatiales de rotation.
