Corrélations entre l'activité d exploration et la rapidité d'apprentissage chez le rat blanc - article ; n°2 ; vol.67, pg 361-375

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L'année psychologique - Année 1967 - Volume 67 - Numéro 2 - Pages 361-375
The relationship between speed of learning and spontaneous activity level has been studied in the white rat. A varieiy of instrumental conditionning tests and both food and nocioceptive reinforcement were employed. The magnitude and direction of the correlations that were observed depended on the complexity of the task being learned, on the reliability of the measures being taken, and on the type of measure used to evaluate the level of spontaneous activity. Thus, when using a simple conditioning situation, the measures were positively correlated, whereas they were negatively correlated when using a more complex task. This result suggests that at least two independent or antagonistic factors are involved in the learning process, and that their relative importance is dependent upon the difficulty of the task being learned.
Les corrélations entre la rapidité avec laquelle s'établit un apprentissage et le niveau d'activité spontanée ont été étudiées chez le Rat blanc, à l'aide de différents tests de conditionnement instrumental, à renforcement alimentaire ou nociceptif. L'importance et le signe de ces corrélations dépendent largement de la complexité de la tâche à apprendre, de la fidélité des mesures corrélées, de la nature du test d'activité spontanée utilisé. Ainsi ces corrélations, positives dans le cas d'apprentissages simples, sont négatives dans le cas d'apprentissages complexes. Ce résultat suggère l'intervention dans les processus d'apprentissage d'au moins deux facteurs indépendants ou antagonistes dont l'importance relative dépendrait de la difficulté de la tâche à apprendre.
15 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : dimanche 1 janvier 1967
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J. Delacour
M. P. Santacana
Corrélations entre l'activité d exploration et la rapidité
d'apprentissage chez le rat blanc
In: L'année psychologique. 1967 vol. 67, n°2. pp. 361-375.
Abstract
The relationship between speed of learning and spontaneous activity level has been studied in the white rat. A varieiy of
instrumental conditionning tests and both food and nocioceptive reinforcement were employed. The magnitude and direction of
the correlations that were observed depended on the complexity of the task being learned, on the reliability of the measures
being taken, and on the type of measure used to evaluate the level of spontaneous activity. Thus, when using a simple
conditioning situation, the measures were positively correlated, whereas they were negatively correlated when using a more
complex task. This result suggests that at least two independent or antagonistic factors are involved in the learning process, and
that their relative importance is dependent upon the difficulty of the task being learned.
Résumé
Les corrélations entre la rapidité avec laquelle s'établit un apprentissage et le niveau d'activité spontanée ont été étudiées chez le
Rat blanc, à l'aide de différents tests de conditionnement instrumental, à renforcement alimentaire ou nociceptif. L'importance et
le signe de ces corrélations dépendent largement de la complexité de la tâche à apprendre, de la fidélité des mesures corrélées,
de la nature du test d'activité spontanée utilisé. Ainsi ces corrélations, positives dans le cas d'apprentissages simples, sont
négatives dans le cas d'apprentissages complexes. Ce résultat suggère l'intervention dans les processus d'apprentissage d'au
moins deux facteurs indépendants ou antagonistes dont l'importance relative dépendrait de la difficulté de la tâche à apprendre.
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Delacour J., Santacana M. P. Corrélations entre l'activité d exploration et la rapidité d'apprentissage chez le rat blanc. In:
L'année psychologique. 1967 vol. 67, n°2. pp. 361-375.
doi : 10.3406/psy.1967.27569
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1967_num_67_2_27569L'ANNEE PSYCHOLOGIQUE
TOME LXVII (Fascicule 2)
MÉMOIRES ORIGINAUX
CORRÉLATIONS
ENTRE L'ACTIVITÉ D'EXPLORATION
ET LA RAPIDITÉ D'APPRENTISSAGE
CHEZ LE RAT BLANC
par Jean Delacour et M. P. Santacana
Le problème de la relation entre l'activité spontanée et
l'apprentissage ne semble pas complètement résolu malgré
l'abondante littérature qui lui a été consacré. Les données
anciennes (Anderson, E. E., 1926 ; Shirley, 1928 ; Tuttle, 1929 ;
Omwake, 1933 ; Rundquist, 1933, 1933 a, 1935 ; Thorndike, 1935 ;
Heron, 1926, Vaughn, 1937 ; Anderson, J. E., 1938) sont peu
concordantes et ne révèlent souvent que des corrélations faibles
et de signe variable entre le niveau d'activité spontanée et la
rapidité d'apprentissage.
Plus récemment, Thompson (1953) a signalé des corrélations
positives entre l'activité exploratrice et la rapidité d'apprentis
sage d'un labyrinthe chez des rats mâles de souche bright
(r = + 0,53) et dull (r — -\- 0,68). En revanche, ces corrélations
sont négligeables pour les femelles des mêmes souches. Enfin,
Cardo (1961) rapporte, pour un conditionnement défensif, des
corrélations variant de 0 à + 0,42.
Les expériences que nous exposons ici ont eu pour but de
rechercher si le signe et l'importance des corrélations entre
l'apprentissage et l'activité spontanée ne dépendent pas de cer
taines conditions expérimentales, telles que le niveau de
complexité de l'apprentissage, le type de motivation mis en jeu,
la nature du test d'activité spontanée ; enfin, la fidélité des
mesures corrélées pourrait également être un facteur important.
Dans les expériences citées précédemment ces conditions semblent
varier très largement, ce qui pourrait expliquer en partie
l'absence de concordance entre leurs résultats.
A. l'SYCHO!.. 67 -1 362 MÉMOIRES ORIGINAUX
TECHNIQUE
Les données que nous présentons ici ont été recueillies à l'occasion
d'expériences de psychophysiologie effectuées au cours des trois der
nières années, sur 164 rats mâles de souche Wistar, âgés de 3 à 6 mois,
appartenant à des groupes témoins ou à des lots soumis à un apprent
issage avant l'application de la variable indépendante. Lorsque ces
résultats ont été obtenus, ces animaux étaient normaux et n'avaient
encore été soumis à aucune condition expérimentale particulière (opéra
tion chirurgicale ou action d'un agent pharmacodynamique).
Le schéma général de ces expériences était le suivant : chaque
apprentissage était précédé par une période d'accoutumance de 10 à
20 jours au cours de laquelle les animaux étaient familiarisés avec les
conditions expérimentales ; en particulier, ils placés chaque jour
dans l'appareil où devait s'établir la réponse conditionnée et pouvaient
l'explorer librement pendant plusieurs minutes. Ils étaient également
soumis, quel que soit l'apprentissage qu'ils auraient à acquérir ultérie
urement, à une série de. tests d'exploration dans l'enceinte d'un labyrinthe,
ce qui permettait d'avoir une mesure constante de l'activité explorat
rice et de comparer ainsi entre elles les corrélations de cette activité
avec la rapidité d'acquisition de différents types de conditionnements.
I. — Mesure de l'activité exploratrice
Cette mesure consistait essentiellement dans le nombre de passages
ou de « portes » franchis à l'intérieur d'un labyrinthe clos pendant une
série de tests d'une durée de 5 mn chacun. Un seul animal était placé à la
fois dans l'appareil et il n'était alors sous l'influence d'aucune motivation
primaire. Nous avons obtenu pour ces mesures des coefficients de fidélité
(calculés selon la formule de Brown-Spearman) de -f- 0,951 (N — 29) et
de -f 0,874 (N = 20). Au moment du test d'exploration, le labyrinthe
ne comportait aucune impasse ; ainsi aucun parcours n'était alors privi
légié, ce qui réduisait les effets d'apprentissage latent.
L'utilisation d'un test d'exploration comme mesure du niveau
d'activité, bien que très répandue, pose évidemment un problème
théorique : selon Montgomery (1953-1954) et Berlyne (1955), il convien
drait de distinguer entre besoin d'activité et besoin d'exploration.
Toutefois, leur dissociation complète, difficile a réaliser, ne semble pas
justifiée. Les mêmes problèmes de définition se posent d'ailleurs à
propos des autres tests d'activité spontanée : il en existe une grande
variété, tels ceux de la roue d'activité, de la cage montée sur tambours
de Marey, de l'appareil de Siegel (1950). Ces tests selon leur principe
ou même selon la sensibilité de l'appareil mis en jeu mesurent proba
blement des formes d'activité différentes depuis l'activité locomotrice
intense jusqu'aux plus légers mouvements que l'animal peut faire sur
place, d'où le peu de concordance, souvent signalé, de leurs résultats.
Les tests d'exploration, d'une utilisation également très fréquente, nous J. DELACOUR ET M. P. SANTACANA 363
semblent avoir une meilleure validité : ils mesurent avant tout une
forme d'activité spontanée orientée, mobilisant l'ensemble de l'orga
nisme et de ce fait intégrée à un niveau plus élevé que les réflexes de
grattage ou l'exercice dans une roue d'activité.
Nous avons cependant utilisé, dans quelques expériences de contrôle,
un appareil adapté de celui de Siegel. Il consiste en une boîte longue et
étroite (60 cm x 10 cm) dans laquelle l'animal ne peut se déplacer que
selon une direction ; deux cellules électriques distantes entre elles de
20 cm sont logées, à 5 cm du sol, dans l'une des parois formant un
grand côté ; ces cellules sont éclairées chacune par une lampe miniature
située dans la paroi opposée. Les déplacements de l'animal, interrompant
les faisceaux lumineux, donnent naissance dans le circuit de la cellule
photo-électrique excitée à un signal qui est amplifié et enregistré par
un compteur électromagnétique.
II. — Types de conditionnement employés
Ils étaient de type instrumental à renforcement positif ou négatif.
1) Renforcement positif
a) Épreuves de labyrinthe. — Elles étaient de difficulté variée selon
la disposition spatiale des impasses : celle-ci est un facteur particuli
èrement important de la rapidité de l'apprentissage comme des données
Nb Erreurs
20 h
O O GDDG
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Séances
Fig. 1. — - Courbes d'apprentissage obtenues dans une épreuve de labyrinthe
« complexe » (de type GDDG) et de labyrinthe « simple » (GDGD) par deux
groupes appareillés. Effectif de chaque groupe : N = 20. En ordonnée, nombre
d'erreurs. En abscisse, nombre de séances. MEMOIRES ORIGINAUX 364
déjà anciennes l'ont montré (Munn, 1950). Dans les labyrinthes linéaires
que nous avons utilisés, l'animal doit faire une succession de choix
corrects entre la droite et la gauche avant d'atteindre l'emplacement du
renforcement. Il est alors possible de représenter la disposition des
impasses d'un labyrinthe par une formule simple à deux symboles :
G (gauche) et D (droite). Au cours de différentes recherches, nous avons
pu constater que des labyrinthes de type GDGD (alternance simple)
sont, les nombres d'impasses étant égaux, appris beaucoup plus rapide
ment que des labyrinthes de type GDDG (cf. fîg. 1). Ce fait, peut-être
lié aux phénomènes bien connus d'alternance spontanée (Tolman, 1925),
nous a permis d'instituer deux épreuves de labyrinthe de difficulté très
inégale. Chaque séance comportait 3 essais massés séparés par un inter
valle de 30 s environ et renforcés chacun par une pastille de 100 mg d'al
iment sec. Le niveau d'apprentissage était mesuré parle nombre d'erreurs.
S. conditionnés
100 r
50
A 7 10 12 Séances
Fig. 2. — Acquisition de la réponse conditionnée dans l'épreuve de la boîte
de Skinner. En ordonnée — pourcentage cumulé de sujets conditionnés. En
abscisse = nombre de séances, N ==34.
b) Épreuves de la boîte de Skinner. — Dans une boîte insonorisée
de 60 x 40 x 30 cm, chaque réponse à la pédale (d'une force de 20 g
environ) était renforcée par une pastille d'aliment sec de 50 mg. Le
taux de renforcement était de 100 % et son délai de 1 s. Les séances
quotidiennes étaient de courte durée (5 mn) afin d'accroître la difficulté
de l'épreuve. La rapidité d'apprentissage était évaluée par le nombre de
séances nécessaires à l'acquisition de la réponse conditionnée, acqui
sition qui se caractérise par une brusque élévation de la fréquence de DKLACOUR ET M. I'. SANTA C AN A 365 .f.
réponse au cours de la séance critique. Cette fréquence augmente encore
mais selon une progression négativement accélérée lors des séances sui
vantes et se stabilise enfin à un niveau élevé, tandis que les intervalles
entre les réponses deviennent de plus en plus réguliers.
Le nombre de séances nécessaire à l'acquisition de la réponse varie
largement, de 3 à 15, en général. Les animaux sont conditionnés, dans
la majorité des cas, au bout de 4 à 6 séances (fig. 2).
c) Une épreuve de discrimination visuelle successive dérivée de la
précédente. Chaque séance comportait une succession régulière de
phases d'éclairement et d'obscurité, à l'intérieur de la boîte de test,
la durée de chacune étant de 1 mn. Les réponses de l'animal n'étaient
renforcées que pendant les phases d'éclairement qui jouaient le rôle de
stimulus conditionnel positif (SD). Le niveau d'apprentissage était
mesuré par le pourcentage de réponses en présence du SD par rapport
too
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
10 12 14 16 20 22 Séances
Fig. 3. — Courbe d'apprentissage dans une épreuve de discrimination visuelle
successive. En ordonnée : pourcentage moyen de réponses en présence du stimul
us conditionnel positif par rapport au nombre total de réponses. En abscisse :
nombre de séances, N = 22.
au nombre total de réponses. Cette épreuve est une tâche nettement
plus difficile que la précédente : les performances n'atteignent un critère
de réussite suffisant (75 % de réponses en présence du SD) qu'après
15 à 20 séances (cf. fig. 3).
2) Renforcement négatif
Nous avons utilisé une seule épreuve, celle de la boîte à deux compart
iments de Mowrer-Miller. Le stimulus conditionnel (SC) était constitué JIM» M KMOTHF.S OltKMNAUX
par l'éclairement d'une lampe de 40 W et le stimulus inconditionnel (SI)
par un choc électrique alternatif de 0,5 à 0,9 mA appliqué à travers le
plancher et les parois de la boîte. Le SG s'établissait 5 s avant le SI et ne
prenait fin qu'avec lui. Par sa réponse (passage d'un compartiment à
l'autre), l'animal mettait fin automatiquement soit au SG seul (réponse
conditionnée d'évitement ou RE) soit à la présence simultanée du SC
et du SI (réponse inconditionnelle de fuite ou RI). Nous avons utilisé
la forme « bilatérale » de l'épreuve puisque les deux compartiments
100 r
75
50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Séances
Fig. 4. — Courbe d'acquisition d'une réponse conditionnée défensive. En
ordonnée : pourcentage moyen de réponses d'évitement par rapport au nombre
total d'essais. En abscisse : nombre de séances, N = 18.
étaient identiques et que l'un ou l'autre pouvait délivrer le SI. Chaque
séance comportait 15 à 20 essais séparés par un intervalle de 20 à 30 s.
Le niveau d'apprentissage était mesuré par le pourcentage de RE sur le
nombre total d'essais (fig. 4).
Toutes ces expériences se sont déroulées à l'intérieur d'une pièce
insonorisée dans laquelle un bruit de fond produit par le fonctio
nnement continu d'un appareil de conditionnement d'air absorbait les
stimuli sonores parasites. L'éclairement ambiant, la température et
l'aération étaient également contrôlés afin d'assurer des conditions
expérimentales constantes. Les animaux étaient logés dans une ani
malerie attenante à la pièce d'expérimentation. Au début de chaque
expérience, ils étaient isolés dans des cages individuelles et soumis à
des observations journalières. Ceux qui étaient jugés anormaux étaient
écartés. .T. DELACOUR FT M. I'. SANTACA.NA 3C>1
RÉSULTATS
I. — ■ Épreuves de labyrinthe
1) Labyrinthes simples
Au cours de trois expériences indépendantes (A, B et C)
utilisant des labyrinthes simples identiques (4 impasses disposées
selon une alternance simple GDGD), nous avons obtenu des
coefficients de Bravais-Pearson présentés dans le tableau I.
Les variables corrélées étaient d'une part le nombre d'erreurs,
d'autre part le nombre de passages franchis dans le labyrinthe
lors de tests d'exploration préliminaires.
TABLEAU I
Expériences N r Seuil de probabilité bilatéral
— 0,680 11 0,02 < p < 0,05 A
— 0,526 0,01 < p < 0,02 21
— 0,320 Q 29 0,05 < p < 0,10
(N indique le nombre de sujets sur lesquels ont été effectuées les
mesures). Le test du y? n'ayant pas révélé de différences signifi
catives entre les 3 coefficients, nous avons calculé à partir d'eux
un coefficient de corrélation moyen et obtenu la valeur
rm = — 0,454 qui atteint le seuil très élevé de p ^ 0,0005 (N = 61).
La valeur de ces différents coefficients serait sensiblement plus
élevée s'il était tenu compte de la fidélité des mesures corrélées.
En effet, la fidélité des performances dans un labyrinthe simple
semble faible : pour l'épreuve C, nous avons obtenu (en utilisant
la formule de Brown-Spearman) rB = + 0,559. En tenant compte
de la fidélité, beaucoup plus élevée de la mesure de l'activité
exploratrice lors de la même expérience (rB = + 0,951), nous
avons obtenu pour l'épreuve C, entre le nombre d'erreurs et
l'intensité de l'activité exploratrice un coefficient de corrélation
corrigé rs = — 0,424 significatif au seuil de 0,02 < p < 0,05.
Le niveau d'apprentissage étant évalué à partir du nombre
d'erreurs, il apparaît donc qu'il y a une corrélation assez élevée
et positive entre l'activité exploratrice et la rapidité d'apprentis
sage dans une épreuve de labyrinthe simple.
2) Labyrinthes complexes
Dans une épreuve de labyrinthe complexe de type GDDG
(expérience D), nous avons trouvé entre les mêmes variables un 368 MÉMOIRES ORIGINAUX
coefficient r — + 0,232 (N = 20). Ce coefficient n'atteint pas
une valeur significative même si l'on tient compte de la fidélité
des mesures. Avec une fidélité de rB — + 0,843 pour le nombre
d'erreurs, le coefficient corrigé est rc = + 0,259 non significatif
(p > 0,20). Ce diffère donc non seulement de ceux
obtenus dans les épreuves de labyrinthe simple par sa valeur
absolue (sensiblement plus faible) mais aussi par son signe.
II. — Épreuves de la boite de Skinner
a) Acquisition de la réponse élémentaire. — Les scores d'acquis
ition (nombre de séances nécessaires à l'apparition de la réponse
conditionnée) ayant une distribution très asymétrique, nous
avons évalué leur corrélation avec les scores d'exploration par
un coefficient non paramétrique, le p de Spearman. Le tableau II
donne les résultats de deux expériences (E, F).
TABLEAU II
Seuil de probabilité bilatéral Expériences N P
11 E + 0,168 Non significatif (p > 0,20)
F 34 + 0,063 Non significatif (p > 0,20)
Nous avons supposé alors que cette absence de corrélation
pouvait être due au caractère inadéquat du test d'exploration
utilisé. En effet, l'activité exploratrice n'est pas seulement la
découverte d'un espace, elle peut être également celle d'un
objet nouveau (Berlyne, 1950), telle que la pédale qui, dans la
boîte de Skinner, est le « manipulandum ». Dans l'expérience F,
nous avons mesuré cette deuxième forme d'activité exploratrice
par le nombre de réponses données à la pédale, en l'absence de
tout renforcement et de toute motivation, lors de tests précédant
la phase d'apprentissage proprement dite. Nous avons trouvé
entre les deux mesures de l'activité exploratrice une corrélation
qui pour être importante n'est pas extrêmement élevée :
r = + 0,435 (N = 34, p < 0,01) ce qui justifiait le calcul d'un
coefficient de corrélation entre cette nouvelle mesure et les scores
d'apprentissage. Nous avons obtenu p = — 0,417 significatif
au seuil de 0,01 < p < 0,02. Ce résultat peut être considéré
comme l'indice d'une liaison importante et positive entre l'acti
vité exploratrice dont est l'objet le manipulandum et la rapidité
avec laquelle s'établit la réponse conditionnée. Il est probable DELACOUR ET M. P. SANTACANA 369 .1.
que cet indice aurait été plus net encore s'il avait été possible de
le corriger en fonction de la fidélité des mesures.
b) Épreuve de discrimination visuelle. — Au cours de l'expé
rience G, nous avons utilisé l'épreuve de discrimination visuelle
décrite précédemment. Nous avons recherché les conélations
entre le niveau d'apprentissage atteint (pourcentage de réponses
conditionnées) et l'activité exploratrice mesurée soit dans l'en
ceinte d'un labyrinthe (groupé I) soit, comme dans l'expérience F,
par le nombre de réponses spontanées à la pédale (groupe II).
Les résultats sont rassemblés dans le tableau III.
TABLEAU III
Groupe N r Seuil de probabilité bilatéral
— 0.345 I 20 0,10 < p < 0,20
— 0,360 II 22 p «S 0,10
Après correction, les coefficients deviennent respectivement
rc = — 0,399 (0,05 < p < 0,10) pour le groupe I et rc = — 0,454
(p < 0,01) pour le groupe II.
Ainsi dans les épreuves utilisant la boîte de Skinner comme
dans celles de labyrinthe, les corrélations entre l'activité explor
atrice, positives et significatives dans les tests simples, sont
négatives dans un test complexe. De plus, dans ces dernières
expériences, elles sont significatives.
III. — Conditionnement défensif
Le tableau IV expose les corrélations obtenues entre le nombre
de réponses d'évitement et l'activité d'exploration mesurée par
le test du labyrinthe, au cours des expériences H, I, J, et K.
TABLEAU IV
Expériences N r Seuil de probabilité bilatéral
H 10 + 0,652 0,02 < p < 0,05
NS p > 0,20 I 10 + 0,128
J 20 + 0,302 NS p > 0,10
K 18 p «S 0,002 + 0,668
Toutes ces corrélations sont de même signe et si l'une (expé
rience I) est très faible, et une autre (expérience J) de valeur
médiocre, même après correction (respectivement re = + 0,143

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