Estimation de la durée chez des sujets jeunes et âgés : rôle des processus mnésiques et attentionnels - article ; n°3 ; vol.99, pg 385-414

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L'année psychologique - Année 1999 - Volume 99 - Numéro 3 - Pages 385-414
Résumé
Les performances de reproduction et de production de durées (de 5 à 54 s) ont été comparées chez des sujets jeunes (20-30 ans) et âgés (60-69 et 70-80 ans) selon que l'évaluation de la durée est réalisée dans une situation simple, impliquant seulement un comptage, ou dans une double-tâche, comportant une tâche non temporelle interférente (lecture de chiffres). Les résultats montrent que les jugements de durées des sujets âgés ne diffèrent de ceux des jeunes adultes que dans la tâche de reproduction en situation de double-tâche.
Mots-clés : vieillissement, estimation temporelle, processus mnésiques et attentionnels, double-tâche.
Summary : Estimation of duration in young and aged subjects : The role of attentional and memory processes.
This paper questions the issue of age-related attentional and memory deficits in changes in time estimation with aging. Performances of younger (20-30 year-olds) and older adults (60-69 and 70-80 year-olds) were compared in two experiments, using tasks varying the attentional cost and memory operations required to perform the temporal task. The first experiment showed that reproductions of three target durations (5, 14 and 38 seconds) were as accurate and as consistent for older adults as for younger ones in a simple temporal task, for which subjects had only to evaluate time intervais during which they must count aloud. Nevertheless, older adults temporal reproductions were impaired (underestimated durations and variable temporal judgments) when they had to reproduce a time interval during which they had to share their attention between temporal processing and non-temporal processing (reading aloud digits). In the second experiment, reproduction and production performances were compared in the same double-task situation. The results showed that temporal judgments of older adults were compromised in the reproduction task, which required encoding and comparing two new durations in memory, whereas they were unimpaired in the production task, involving more simple memory operations (comparing an actual duration with a referent one stored in long term memory). These results are discussed in terms of joint effects of age-related attention and memory deficits.
Keywords : aging, temporal estimation, memory and attentional processes, double-task.
30 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 : vendredi 1 janvier 1999
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Sandrine Vanneste
S. Perbal
Viviane Pouthas
Estimation de la durée chez des sujets jeunes et âgés : rôle des
processus mnésiques et attentionnels
In: L'année psychologique. 1999 vol. 99, n°3. pp. 385-414.
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Vanneste Sandrine, Perbal S., Pouthas Viviane. Estimation de la durée chez des sujets jeunes et âgés : rôle des processus
mnésiques et attentionnels. In: L'année psychologique. 1999 vol. 99, n°3. pp. 385-414.
doi : 10.3406/psy.1999.28514
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1999_num_99_3_28514Résumé
Résumé
Les performances de reproduction et de production de durées (de 5 à 54 s) ont été comparées chez
des sujets jeunes (20-30 ans) et âgés (60-69 et 70-80 ans) selon que l'évaluation de la durée est
réalisée dans une situation simple, impliquant seulement un comptage, ou dans une double-tâche,
comportant une tâche non temporelle interférente (lecture de chiffres). Les résultats montrent que les
jugements de durées des sujets âgés ne diffèrent de ceux des jeunes adultes que dans la tâche de
reproduction en situation de double-tâche.
Mots-clés : vieillissement, estimation temporelle, processus mnésiques et attentionnels, double-tâche.
Abstract
Summary : Estimation of duration in young and aged subjects : The role of attentional and memory
processes.
This paper questions the issue of age-related attentional and memory deficits in changes in time
estimation with aging. Performances of younger (20-30 year-olds) and older adults (60-69 and 70-80
year-olds) were compared in two experiments, using tasks varying the attentional cost and memory
operations required to perform the temporal task. The first experiment showed that reproductions of
three target durations (5, 14 and 38 seconds) were as accurate and as consistent for older adults as for
younger ones in a simple temporal task, for which subjects had only to evaluate time intervais during
which they must count aloud. Nevertheless, older adults temporal reproductions were impaired
(underestimated durations and variable temporal judgments) when they had to reproduce a time interval
during which they had to share their attention between temporal processing and non-temporal
processing (reading aloud digits). In the second experiment, reproduction and production performances
were compared in the same double-task situation. The results showed that temporal judgments of older
adults were compromised in the reproduction task, which required encoding and comparing two new
durations in memory, whereas they were unimpaired in the production task, involving more simple
memory operations (comparing an actual duration with a referent one stored in long term memory).
These results are discussed in terms of joint effects of age-related attention and memory deficits.
Keywords : aging, temporal estimation, memory and attentional processes, double-task.L'Année psychologique, 1999, 99, 385-414
MÉMOIRES ORIGINAUX
Unité de Psychophysiologie cognitive
LENA, CNRS UPR 6401
ESTIMATION DE LA DUREE
CHEZ DES SUJETS JEUNES ET ÂGÉS :
RÔLE DES PROCESSUS MNÉSIQUES
ET ATTENTIONNELS
par Sandrine VANNESTE, Séverine PERBAL
et Viviane POUTHAS
SUMMARY : Estimation of duration in young and aged subjects : The role
of attentional and memory processes.
This paper questions the issue of age-related attentional and memory
deficits in changes in time estimation with aging. Performances of younger
(20-30 year-olds) and older adults (60-69 and 70-80 year-olds) were compared
in two experiments, using tasks varying the attentional cost and memory
operations required to perform the temporal task. The first experiment showed
that reproductions of three target durations (5, 14 and 38 seconds) were as
accurate and as consistent for older adults as for younger ones in a simple
temporal task, for which subjects had only to evaluate time intervals during
which they must count aloud. Nevertheless, older adults temporal reproductions
were impaired (underestimated durations and variable judgments)
when they had to reproduce a time interval during which they had to share their
attention between temporal processing and non-temporal processing (reading
aloud digits). In the second experiment, reproduction and production
performances were compared in the same double-task situation. The results
1. Hôpital de la Salpêtrière, 47, boulevard de l'Hôpital, 75651 Paris
Cedex 13. E-mail : lenavp@ext.jussieu.fr. Sandrine Vanneste, Séverine Perbal et Viviane Pouthas 386
showed that temporal judgments of older adults were compromised in the
reproduction task, which required encoding and comparing two new durations
in memory, whereas they were unimpaired in the production task, involving
more simple memory operations (comparing an actual duration with a referent
one stored in long term memory) . These results are discussed in terms of joint
effects of age-related attention and memory deficits.
Keywords : aging, temporal estimation, memory and attentional processes,
double-task.
« Le temps n'est une matière à aucun de nos cinq sens »
(Klein, 1995, p. 9). L'adaptation de l'individu au milieu dans
lequel il vit nécessite pourtant qu'il s'ajuste aux paramètres
temporels de son environnement. Certains chercheurs, tel
Michon (1972), considèrent que, bien qu'il n'existe pas d'organe
sensoriel dévolu au temps, les propriétés temporelles d'une st
imulation sont traitées par un mécanisme spécifique au même
titre que n'importe quel autre de ses attributs (taille, intensité,
couleur...). Différents modèles du fonctionnement de ce méca
nisme ou processeur temporel (timer) ont été proposés. Selon
Church (1984), le timer serait constitué d'une « horloge interne »
qui accumule les impulsions générées par une base de temps.
Celles-ci seraient ensuite encodées et stockées en mémoire de tra
vail. Le processus d'accumulation ne serait mis en jeu que si le
sujet prête suffisamment attention au traitement de l'info
rmation temporelle (Thomas et Weaver, 1975 ; Thomas et
Brown, 1975 ; Zakay, 1989). Plus la part d'attention accordée à
la durée est importante, plus le nombre d'impulsions mémorisées
est élevé et plus l'intervalle de temps est jugé long. L'estimation
de la durée résulterait finalement d'un processus de comparaison
entre la représentation de la durée « actuelle », stockée en
mémoire de travail et une représentation de durée, conservée en de référence et construite sur la base de renforcements
antérieurs (durée apprise en cours d'expérience ou durée social
ement renforcée, 1 seconde, 1 minute...). Le jugement temporel
serait donc issu d'un traitement cognitif complexe nécessitant
la mise en jeu de ressources attentionnelles et d'opérations
mnésiques.
De nombreux travaux ont été réalisés sur le développement
de la perception de la durée chez le jeune enfant et l'adolescent Estimation de la durée 387
(Crépault, 1989 ; Levin, 1989 ; Montangero, 1979 ; Pouthas,
1990), mais peu de recherches se sont intéressées à l'évolution
des jugements temporels au cours de la vie adulte. Celles-ci pré
sentent en outre des résultats peu cohérents et dépendent des
gammes de durées testées et des méthodologies employées pour
recueillir les estimations. La plupart des études portant sur des
durées très brèves, en deçà de la seconde, ne montrent pas de
perte de précision de l'évaluation temporelle au cours du vieilli
ssement (Rammsayer, Lima et Vogel, 1993 ; Salthouse, Wright
et Ellis, 1979), mais elles révèlent parfois une augmentation de
la variabilité intra-individuelle des performances (Bell, 1972 ;
Wearden, Wearden et Rabbitt, 1997). Pour des durées plus lon
gues (de l'ordre de quelques dizaines de secondes à quelques
minutes), certains auteurs ont montré des différences entre les
performances d'adultes jeunes et celles d'adultes âgés dans des
tâches de production de durées - délimiter par des réponses
motrices un intervalle de temps dont la durée a été définie en
unités chronométriques. Tous les sujets produisaient des inter
valles plus courts que les durées cibles, mais les durées produites
par les adultes âgés étaient encore plus courtes que celles produit
es par les jeunes (Feifel, 1957 ; Kline, Holleran et Orme-Rogers,
1980 ; McGrath et O'Hanlon, 1968). Par contre, d'autres études
utilisant la même tâche ne révèlent aucune différence liée à l'âge
(voir Surwillo, 1964). Lorsque les sujets doivent reproduire une
durée qui leur a été préalablement présentée (tâche de reproduct
ion), les durées reproduites par les sujets âgés sont plus longues
(Eisler et Eisler, 1994) ou bien plus courtes que celles des jeunes
adultes (McNanamy, 1968). Ces expériences ne concernaient que
des tâches simples consistant à évaluer la durée d'un seul inter
valle de temps. Dans une tâche complexe nécessitant un partage
attentionnel entre l'évaluation de plusieurs durées en même
temps (de 6 à 10 s), Vanneste et Pouthas (1999) ont montré que
l'augmentation de la difficulté de la tâche, c'est-à-dire du nombre de stimuli temporels à traiter paral
lèlement, engendre des reproductions de durées plus courtes et
plus variables chez les sujets âgés que chez les jeunes adultes.
Dans certaines conditions, la capacité à évaluer le temps est
donc sensible aux effets du vieillissement et cette altération des
jugements de durées refléterait une modification du fonctionne
ment du processeur temporel. Selon certains auteurs (McGrath
et O'Hanlon, 1968 ; Licht, Morganti, Nehrke et Heiman, 1985), 388 Sandrine Vanneste, Séverine Perbal et Viviane Pouthas
la perte de précision temporelle observée chez les sujets âgés
traduirait un changement du rythme de la base de temps
interne au cours du vieillissement. Une accélération de la base
de temps pourrait rendre compte de durées produites plus cour
tes, le sujet estimant plus tôt que la quantité d'impulsions
accumulées correspond à la durée requise. Néanmoins, les diff
érences liées à l'âge observées dans les situations de reproduction
ne peuvent s'expliquer en ces termes, puisque la base de temps
opérerait probablement à la même vitesse au cours des deux
périodes qui constituent le jugement de durée : période
d'encodage de la durée cible et période de reproduction propre
ment dite.
L'évolution des performances d'évaluation temporelle au
cours du vieillissement pourrait également refléter un déficit des
processus d'attention et de mémoire qui sont mis en jeu dans le
traitement de la durée. On observe généralement un ralenti
ssement et un déclin des performances cognitives avec l'âge dans
les situations expérimentales qui imposent une manipulation
complexe de l'information, tel un partage attentionnel entre dif
férentes sources d'information (Salthouse, 1985 ; Cerella, 1990 ;
Welford, 1977). Les personnes âgées montrent des difficultés
dans les tâches de mémoire de travail qui nécessitent la réalisa
tion simultanée de traitement et de stockage d'information
(Baddeley, 1986). Leurs performances sont également altérées
dans les situations impliquant certains processus de mémoire à
long terme, telle la mémoire épisodique qui permet de mémoriser
les épisodes vécus ou les caractéristiques de ces événements
(Salthouse, 1991). Selon de nombreux auteurs, l'ensemble de ces
déficits serait une conséquence de la réduction des ressources
attentionnelles nécessaires pour effectuer des traitements com
plexes (Craik et Byrd, 1982 ; Madden, 1986 ; McDowd et Birren,
1990 ; Morris, Gick et Craik, 1988 ; Salthouse, 1988).
Les composantes attentionnelles et mnésiques du processeur
temporel seraient donc déficitaires chez les personnes âgées. Or,
les processus cognitifs impliqués dans l'évaluation de durées dif
fèrent notamment en fonction de la méthode utilisée pour enre
gistrer la réponse temporelle (Zakay, 1990). Ceci pourrait en
partie expliquer la divergence des résultats recueillis chez les
sujets âgés. Ainsi, leurs jugements temporels pourraient être
particulièrement dégradés (moins précis et plus variables) dans
les situations qui nécessitent la mobilisation de ressources atten- Estimation de la durée 389
tionnelles importantes pour effectuer des opérations complexes
de mémorisation de l'information temporelle.
La recherche rapportée ici a pour objectif de mesurer les
conséquences des déficits attentionnels et mnésiques sur les éva
luations de durées des personnes âgées. C'est pourquoi les perfo
rmances de sujets jeunes et âgés (20-30 ans, 60-69 ans et 70-80 ans)
ont été comparées dans des situations temporelles relativement
proches, mais qui impliquent différemment les composantes
attentionnelles et mnésiques. Nous avons d'abord examiné les
reproductions de durées obtenues en situation de tâche simple et
de double-tâche (expérience I). Dans la tâche simple, le sujet a
pour consigne de compter à haute voix pendant l'évaluation de
l'intervalle cible, tandis que dans la double-tâche il doit partager
son attention entre l'évaluation de l'intervalle cible et une tâche
interférente de lecture de chiffres à haute voix. Les ressources
attentionnelles nécessaires à la réalisation de la reproduction
temporelle sont moins importantes dans la tâche simple que dans
la double-tâche, mais les processus mnésiques liés à l'activité de
reproduction seraient comparables dans les deux situations.
Dans l'expérience II, nous avons comparé les performances temp
orelles de sujets jeunes et âgés en double-tâche selon que le juge
ment de durée est recueilli au moyen de la méthode de reproduct
ion ou de celle de production. Le coût attentionnel lié à la
contrainte de double-tâche serait ainsi équivalent dans les deux
situations, les processus mnésiques dans les deux tâches étant en
revanche de nature différente.
EXPERIENCE I
Cette première expérience vise à comparer les reproductions de durées
(5, 14 et 38 s) effectuées par trois groupes de sujets (20-30 ans, 60-69 ans et
70-80 ans) en tâche simple et en double-tâche. Une tâche de reproduction
de durées, qu'elle soit effectuée en situation simple ou en présence d'une
tâche non temporelle interférente, comporte deux phases : (i) une phase
d'encodage de la durée en mémoire de travail, la représentation de cette
durée étant ensuite stockée en mémoire à long terme ; (ii) une phase de
reproduction pendant laquelle l'intervalle en cours est comparé au
« modèle » conservé en mémoire à long terme et réactivé en mémoire de
travail. Dans cette expérience, ce sont les conditions d'encodage de
l'intervalle cible qui ont été manipulées. Dans la situation simple, le sujet 390 Sandrine Vanneste, Séverine Perbal et Viviane Pouthas
reçoit pour consigne de compter à haute voix pendant la phase
d'évaluation de la durée d'un intervalle modèle qu'il devra ensuite repro
duire. Dans la situation « complexe » de double-tâche, l'encodage de la
durée cible est perturbé par une tâche interférente de lecture de chiffres à
haute voix.
Dans la tâche simple, nous avons choisi d'imposer un comptage à voix
haute pendant la phase de présentation de l'intervalle cible pour deux rai
sons. D'une part, nous avons voulu contrôler que les éventuels déficits de
performances observés en double-tâche ne provenaient pas d'une fatigue
motrice créée par la contrainte articulatoire de la tâche de lecture à
haute voix. D'autre part, nous voulions également contrôler la stratégie
employée par les sujets, en leur imposant le comportement le plus commu
nément adopté lorsqu'il s'agit d'évaluer des durées de plusieurs secondes.
On pourrait objecter que le recours au comptage limite la part des opéra
tions de mémoire mises en jeu, les sujets devant simplement mémoriser le
chiffre atteint à la fin de l'intervalle cible et compter à nouveau jusqu'à ce au cours de la phase de reproduction. Néanmoins, ceci suppose que
le sujet se souvienne du rythme qu'il a adopté pendant la première phase et
qu'il le reproduise fidèlement de manière subvocale.
Dans la situation de double-tâche, les ressources attentionnelles doi
vent se répartir entre l'encodage de la durée cible et la tâche de lecture de
chiffres. La nécessité de consacrer une partie de son attention au trait
ement de l'information non temporelle au détriment de l'encodage de la
durée devrait conduire à une perte d'unités subjectives de temps, et donc à
une sous-estimation des durées (durées reproduites trop courtes). La réduc
tion de la capacité attentionnelle liée au vieillissement augmenterait la dif
ficulté d'encoder la durée et la perte d'information temporelle chez les
sujets âgés, qui sous-estimeraient davantage les durées cibles que les jeunes
adultes. De plus, ce déficit entraînerait une fluctuation importante de la
répartition de l'attention entre les deux traitements concurrents au cours
des différents essais, notamment en fonction de la part d'attention que le
sujet peut accorder au temps. Les jugements temporels des sujets âgés
pourraient donc être plus variables que ceux des jeunes adultes en situation
de double-tâche.
Nous avons sélectionné trois durées cibles : 5, 14 et 38 s. La durée la
plus courte de 5 s a été choisie car elle représente la limite inférieure des
durées considérées comme étant au-delà du « présent psychologique », qui
correspond à la durée de l'organisation perçue comme une unité (Fraisse,
1957). Nous avons également choisi une durée « longue » de 38 s. En effet,
les évaluations de durées supérieures à 20-30 s impliqueraient un transfert
des informations conservées en mémoire de travail vers un stock de
mémoire à long terme et, donc, des opérations mnésiques plus complexes
que celles mises enjeu pour des durées plus courtes. Des études menées chez
des patients amnésiques ont ainsi montré une conservation des capacités à
évaluer des durées inférieures à 20-30 s, tandis que les performances sont
gravement altérées pour des durées plus longues (Richards, 1973 ; Kins- Estimation de la durée 391
bourne et Hicks, 1989). Si ces opérations de transfert d'informations sont
affectées au cours du vieillissement, les différences liées à l'âge dans les per
formances temporelles pourraient être d'autant plus importantes que la
durée est longue. Enfin, nous avons sélectionné une durée intermédiaire de
14 s, qui se situe bien au-delà du présent psychologique et qui ne dépasser
ait pas la capacité de stockage de la mémoire de travail (Baddeley, 1986 ;
Peterson et Peterson, 1959).
METHODE
1. SUJETS
Trente-six sujets droitiers ont participé à cette expérience : 12 sujets
âgés de 20 à 30 ans (âge moyen = 24,16, écart type = 2,91), 12 sujets âgés
de 59 à 69 ans (âge moyen — 64,75, écart type = 3,63) et 12
de 70 à 80 ans (âge = 73,5, écart type = 2,06). Chacun de ces trois
groupes était constitué de six hommes et de six femmes provenant de
milieux socioculturels variés. Les jeunes adultes étaient pour la plupart des
étudiants recrutés à l'Université, ayant effectué 14 années d'études en
moyenne. Les sujets âgés ont été recrutés parmi des connaissances personn
elles ou au sein d'un club de troisième âge. Ceux-ci étaient tous des retrai
tés « actifs » en bonne santé, ayant suivi en moyenne 11 années d'études.
2. MATÉRIEL
Dans une pièce neutre et calme, les sujets sont assis à côté de
l'expérimentateur, face à une table sur laquelle se trouvent un écran
d'ordinateur PC 386 (14 pouces), un haut-parleur et un dispositif de réponse
relié à l'ordinateur. Le dispositif de réponse est constitué d'un panneau
(8 X 10,5 cm), monté sur un boîtier (23 X 14 X 9 cm). L'ensemble des st
imuli temporels et non temporels sont générés par l'ordinateur. Quelle que
soit la tâche, les stimuli correspondent à trois durées cibles : 5 s,
14 s et 38 s.
Dans la tâche simple, un rectangle bleu (6,5 X 7,5 cm) s'affiche au
centre de l'écran pendant 5, 14 ou 38 s, selon les essais. Dans la double-
tâche, les stimuli non temporels sont des chiffres (de 1 à 9) de 5 mm que les
sujets doivent lire à haute voix pendant l'évaluation de l'intervalle cible.
Ces chiffres apparaissent pendant 300 ms, à un rythme aléatoire (de 1,35 à
1,95 s entre un chiffre et le suivant), et à un emplacement aléatoire sur le
rectangle bleu qui reste au centre de l'écran pendant 5, 14 ou 38 s. Dans les
deux conditions (tâche simple et double-tâche), le jugement temporel
correspond à un intervalle dont le début est annoncé par un signal sonore, 392 Sandrine Vanneste, Séverine Perbal et Viviane Pouthas
et dont le sujet marque la fin par un appui sur le panneau réponse. Les
réponses des sujets sont enregistrées par l'ordinateur avec une précision de
1 ms.
3. PROCÉDURE
L'expérience se déroule en deux séances, séparées par une semaine au
plus et ayant lieu à peu près au même moment de la journée. Au cours
d'une séance, les sujets doivent réaliser la tâche simple et la double-tâche,
chacune composée de 15 évaluations, 5 de 5 s, 5 de 14 s et 5 de 38 s.
Une séance se déroule de la façon suivante. Les consignes sont énoncées
par l'expérimentateur et le sujet est ensuite soumis à quelques essais de
familiarisation (4 essais au cours de la première séance et de 1 à 3 au
cours de la seconde séance en fonction des difficultés des sujets à se rappeler
les tâches). Pour ces essais, les durées cibles sont différentes mais proches
des durées expérimentales : 8, 19 et 32 s.
— Tâche simple : Pour chaque essai, une première consigne s'affiche à
l'écran : « Estimez la durée suivante ». Elle est suivie de l'apparition du rec
tangle bleu accompagnée d'un signal sonore émis par le haut-parleur. Le
sujet doit compter à haute voix jusqu'à ce que le rectangle disparaisse de
l'écran, après un intervalle de temps dépendant de l'essai (5, 14 ou 38 s). Une
deuxième consigne : « Reproduisez la durée estimée », s'affiche alors sur
l'écran, suivie de l'apparition d'un nouveau rectangle bleu, également
accompagné d'un signal sonore. L'affichage de ce rectangle correspond au
début de l'intervalle de reproduction. Le sujet ne doit plus compter à voix
haute, mais appuyer sur le panneau réponse lorsqu'il juge l'intervalle écoulé
identique à celui pendant lequel il a compté. Les essais suivants sont déclen
chés par l'expérimentateur, lorsque le sujet se déclare prêt à poursuivre.
— Double-tâche : Le sujet ne doit plus compter à voix haute lors de la
phase d'encodage, mais lire les chiffres qui s'affichent tour à tour sur le rec
tangle bleu jusqu'à ce que celui-ci disparaisse de l'écran. La procédure est
identique à celle de la tâche simple pour la reproduction.
Lors de la deuxième séance, les sujets effectuent à nouveau les deux
types de tâches, mais selon un ordre inverse à la première. L'ordre de pré
sentation des deux tâches par séance est contrebalancé sur les sujets.
4. PLAN EXPÉRIMENTAL
Les 36 sujets de cette expérience ont été répartis dans six sous-groupes
indépendants, selon le plan suivant : S6 <3 âges X 2 ordres> X 2 tâches
X 3 durées X 2 séances. Dans chacun des groupes d'âge, la moitié des sujets
commence par réaliser la double-tâche et l'autre moitié commence par la
tâche simple. L'ensemble des sujets effectue les deux types de tâches,
évalue les trois durées et réalise l'expérience en deux séances.

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