Evocation de l'image mentale d'un polygone par programmation de l'exploration visuelle de ses contours - article ; n°3 ; vol.95, pg 401-424

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L'année psychologique - Année 1995 - Volume 95 - Numéro 3 - Pages 401-424
Summary : Mental image generation of shapes through ocular scanning motor intention.
The purpose of these experiments was to study the contribution of oculomotor processes to visual image construction and generation. In a first experiment, subjects scanned a square shape, then drew it with closed eyes. The results showed that both ocular and manual responses started from the same angle and moved into the same direction. When drawing, subjects mentally pictured a complete square. In a second experiment, an irregular shape replaced the square. The results showed that repeated scanning of the outlines allowed an incidental learning of the shape and that subjects memorized their ocular movements rather than the figure. When drawing, subjects serially imaged parts of the shape. To interpret the data, hypotheses concerning common processes underlying both motor intention of ocular movements and visual image generation are suggested.
Key words : mental imagery, motor intention, perceptual trace, oculomotor processes.
Résumé
Le but de ces expériences est d'aborder le rôle de la motricité oculaire lors de la construction et de l'évocation d'une image mentale. Les sujets d'une première expérience doivent répéter le parcours visuel d'un carré, puis dessiner un carré avec les yeux fermés. Les résultats montrent que les parcours visuels et les dessins sont effectués à partir du même angle et dans le même sens. Pour dessiner, les sujets ont recours à l'image visuelle complète d'un carré. Dans une deuxième expérience, un polygone irrégulier remplace le carré. Les résultats montrent que le parcours visuel répété des contours permet un apprentissage incident de la figure et que les sujets retiennent leur trajet oculaire plutôt que la forme présentée. Au cours des tracés, l'image évoquée est morcelée et séquentielle. Pour interpréter ces résultats, nous proposons l'hypothèse d'une communauté de processus entre la préparation des mouvements oculaires et l'évocation de l'image mentale.
Mots-clés : image mentale, programmation, schéma moteur, trace perceptive.
24 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 1995
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Gérard Olivier
Evocation de l'image mentale d'un polygone par programmation
de l'exploration visuelle de ses contours
In: L'année psychologique. 1995 vol. 95, n°3. pp. 401-424.
Abstract
Summary : Mental image generation of shapes through ocular scanning motor intention.
The purpose of these experiments was to study the contribution of oculomotor processes to visual image construction and
generation. In a first experiment, subjects scanned a square shape, then drew it with closed eyes. The results showed that both
ocular and manual responses started from the same angle and moved into the same direction. When drawing, subjects mentally
pictured a complete square. In a second experiment, an irregular shape replaced the square. The results showed that repeated
scanning of the outlines allowed an incidental learning of the shape and that subjects memorized their ocular movements rather
than the figure. When drawing, subjects serially imaged parts of the shape. To interpret the data, hypotheses concerning
common processes underlying both motor intention of ocular movements and visual image generation are suggested.
Key words : mental imagery, motor intention, perceptual trace, oculomotor processes.
Résumé
Le but de ces expériences est d'aborder le rôle de la motricité oculaire lors de la construction et de l'évocation d'une image
mentale. Les sujets d'une première expérience doivent répéter le parcours visuel d'un carré, puis dessiner un carré avec les yeux
fermés. Les résultats montrent que les parcours visuels et les dessins sont effectués à partir du même angle et dans le même
sens. Pour dessiner, les sujets ont recours à l'image visuelle complète d'un carré. Dans une deuxième expérience, un polygone
irrégulier remplace le carré. Les résultats montrent que le parcours visuel répété des contours permet un apprentissage incident
de la figure et que les sujets retiennent leur trajet oculaire plutôt que la forme présentée. Au cours des tracés, l'image évoquée
est morcelée et séquentielle. Pour interpréter ces résultats, nous proposons l'hypothèse d'une communauté de processus entre
la préparation des mouvements oculaires et l'évocation de l'image mentale.
Mots-clés : image mentale, programmation, schéma moteur, trace perceptive.
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Olivier Gérard. Evocation de l'image mentale d'un polygone par programmation de l'exploration visuelle de ses contours. In:
L'année psychologique. 1995 vol. 95, n°3. pp. 401-424.
doi : 10.3406/psy.1995.28838
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1995_num_95_3_28838L'Année psychologique, 1995, 95, 401-424
Laboratoire de Psychologie expérimentale
et cognitive
Université de Montpellier IIP
EVOCATION DE L'IMAGE MENTALE
D'UN POLYGONE PAR PROGRAMMATION
DE L'EXPLORATION VISUELLE DE SES CONTOURS
par Gérard OLIVIER
SUMMARY : Mental image generation of shapes through ocular scanning
motor intention.
The purpose of these experiments was to study the contribution of
oculomotor processes to visual image construction and generation. In a first
experiment, subjects scanned a square shape, then drew it with closed eyes. The
results showed that both ocular and manual responses started from the same
angle and moved into the same direction. When drawing, subjects mentally
pictured a complete square. In a second experiment, an irregular shape
replaced the square. The results showed that repeated scanning of the outlines
allowed an incidental learning of the shape and that subjects memorized their
ocular movements rather than the figure. When drawing, subjects serially
imaged parts of the shape. To interpret the data, hypotheses concerning
common processes underlying both motor intention of ocular movements and
visual image generation are suggested.
Key words : mental imagery, motor intention, perceptual trace, oculomotor
processes.
D'après Chatillon (1988), les structures cognitives permet
tant l'organisation des actes et le contrôle de leur exécution ont
trois particularités. Elles sont génériques : ne codant que les
caractéristiques communes aux différentes répétitions d'une
même action, elles n'en spécifient que les propriétés topologi-
1 . BP 5043, route de Mende, 34032 Montpellier Cedex. 402 Gérard Olivier
ques (Bernstein, 1967), sans préciser les paramètres d'amplitude
et de vitesse. Elles ont deux composantes : les ensembles de
commandes motrices appelés programmes ou schémas moteurs
(Schmidt, 1975) sont distingués des structures codant les consé
quences sensorielles de l'exécution des actes ou trace perceptive
(Adams, 1971). Elles sont évolutives, car modifiables en perma
nence par les répétitions successives des actes qu'elles sous-ten-
dent. D'après Pailhous (1989), l'association d'une trace percep
tive à un programme moteur permettrait un contrôle du
déroulement de la programmation d'un geste en mémoire d'évo
cation. L'évocation mentale d'un mouvement est liée à la prépa
ration de celui-ci (Jeannerod, 1994). En général la programmat
ion motrice est inconsciente, mais si une action programmée
n'est pas exécutée, les conséquences sensorielles mémorisées de
cette action peuvent accéder à la conscience du sujet sous forme
d'images motrices.
Peut-on évoquer mentalement un mouvement oculaire ?
Quelles seraient alors les conséquences sensorielles de cette évo
cation ? Les mouvements oculaires sont des « topocinèses »
(Paillard, 1974) : ils sont dirigés vers un but spatial. Cependant
la perception visuelle, d'après Viviani et Stucchi (1994), peut
s'organiser autour de structures centrales qui gèrent les déplace
ments du regard. Les mouvements oculaires seraient parfois
« morphocinétiques », c'est-à-dire engendrés par des modèles
internes. L'objectif de cet article est de chercher s'il existe un
lien fonctionnel entre la programmation d'une exploration per
ceptive et l'évocation d'une image mentale visuelle.
L'analogie entre la perception et l'imagerie a fait l'objet de
recherches récentes, soulignant la ressemblance des mécanismes
impliqués par ces deux activités. Denis (1989) en a fait un
exposé complet. Les théories dites « componentielles » de l'ima
gerie (Farah, 1984; Kosslyn, 1987) supposent que les images
mentales sont évoquées dans un module également impliqué par
le traitement des images perceptives. En situation perceptive et
en situation imaginative, ce visual buffer présente le même type
de propriétés : forme ovale du champ de résolution des images
(Finke et Kosslyn, 1980), conservation dans l'image des proprié
tés topologiques de l'objet représenté (Kosslyn, Bail et Reiser,
1978), acuité supérieure au centre de l'image et possibilité, par
centrations successives, d'explorer l'objet représenté (Kosslyn,
1980)... Evocation de l'image mentale 403
Ces théories de l'imagerie mentale s'appuient sur les
conceptions « computationnelles » de la perception visuelle
(Marr, 1982 ; Biederman, 1987). Le traitement des informat
ions se fait grâce à une connaissance descriptive des propriét
és des objets. Les processus perceptifs sont alors « dirigés par
les concepts » (top-down). A l'inverse, l'approche écologique
(Gibson, 1979) suppose des processus « dirigés par les don
nées » (bottom-up), qui n'impliquent aucune description d'un
contenu. Le système perceptif entre directement « en réso
nance » avec les fluctuations du réseau optique, caractérisant
l'objet à détecter. Un compromis mélangeant processus ascen
dants et descendants, proposé par Bruce et Green (1990), se
retrouve dans des modèles « connexionnistes » récents
(Bruyer, 1994). Les connaissances impliquées par ces modèles
(Lehky et Sejnovski, 1988; Mazzoni, Andersen et Jordan,
1991) ne sont pas des descriptions symboliques, mais des capac
ités implicites, consécutives à un apprentissage et permettant
une « reconnaissance » directe.
S'appuyant sur ces conceptions « mixtes » de la perception
visuelle, l'hypothèse générale proposée est qu'à la base des acti
vités d'imagerie mentale se trouve une « connaissance implic
ite » des régularités des objets, construite par la répétition
d'expériences « oculo-perceptives ». Pour aborder l'imagerie
mentale en termes de programmation oculaire (Lecas, 1992),
nous avons considéré que la succession des champs perceptifs
coordonnée par l'exploration perceptive (Piaget et Inhelder,
1963) est la conséquence sensorielle des réponses oculomotrices.
Ceci revient à accorder à l'enchaînement des images rétiniennes
le statut de réafférences. A la recherche d'une trace perceptive
visuelle associée à la programmation d'un mouvement oculaire,
nous avons proposé à des sujets deux expériences, séparées par
cinq minutes de pause.
EXPERIENCE I
Dans le dessin intentionnel, le sujet élabore une représenta
tion mentale qui déclenche l'exécution et peut participer à son
contrôle (Baldy, 1993). L'hypothèse générale est que pour dessi
ner un carré aux dimensions précises avec les yeux fermés, le 404 Gérard Olivier
sujet aura recours à une image mentale visuelle par le biais de la
programmation de l'exploration perceptive de ce quadrilatère.
Nous avons cherché des indices de cette origine motrice de
l'image à deux niveaux, l'exécution des dessins et les témoi
gnages des sujets, formulant ainsi deux hypothèses.
Hypothèse 1 : Si le processus cognitif traduit graphiquement
par le tracé est la programmation de l'exploration visuelle d'un
carré, l'exécution du dessin devrait présenter des caractéristi
ques communes avec cette exploration visuelle.
Hypothèse 2 : Les images évoquées devraient présenter l'a
pparence dynamique caractérisant les conséquences sensorielles
mémorisées, associées à un programme moteur. Par conséquent,
les sujets décriront une succession d'images partielles du carré
plutôt qu'une image entière de ce quadrilatère.
MATÉRIEL ET MÉTHODE
Tâche 1 : L'expérience est présentée comme une mesure de la vitesse
de déplacement de l'exploration visuelle. Il s'agit de parcourir rapidement
le périmètre d'un carré malgré la brièveté du temps d'exposition. L'expér
imentateur insiste sur le fait que la seule difficulté de la tâche consiste à
déplacer son regard suffisamment vite pour ne pas être interrompu par la
disparition de la figure. Le carré, mesurant quinze centimètres de côté, est
affiché sur l'écran d'un ordinateur. A chaque angle du polygone se trouve
une cible contenant des points, dont le nombre est compris entre un et six.
La figure 1 donne un exemple de carré présenté. Au début de l'expérience,
le sujet fixe un point au centre de l'écran vide. Ce point de fixation dispa
raît pour être remplacé simultanément par le carré, dont il aurait constitué
le centre. La consigne est de « faire le tour de la figure avec son regard afin
de dire à haute voix le nombre de points contenu dans chacune des quatre
cibles ». Le temps d'exposition du carré est de deux secondes, ne permet
tant qu'un seul parcours du périmètre. Le sujet est assis à un mètre de
l'écran, les yeux à hauteur du point de fixation, le menton reposant sur un
support afin d'éviter les mouvements de la tête. Six carrés de même taille
sont présentés successivement. Le nombre de points contenu dans chaque
cible change à chaque présentation, passant de un à six dans un ordre aléa
toire. Le point de fixation réapparaît pendant deux secondes sur l'écran,
avant l'affichage de chaque figure. Dans ces conditions, chaque sujet four
nit six réponses verbales, consistant chacune en une suite de quatre nomb
res indiquant le point de départ et le sens du parcours visuel. Sur
l'exemple donné par la figure 1, la réponse verbale « trois, deux, quatre,
un » est l'indice d'un départ de l'exploration visuelle en haut et à droite et
d'un déplacement dans le sens horaire. Evocation de l'image mentale 405
Fig. 1. — Exemple de carré présenté au sujet
Example of presented square
Tâche 2 : On présente ensuite au sujet une feuille sur laquelle est
dessiné un cadre carré de six centimètres de côté et deux centimètres de
large. La consigne est : « observez le carré, posez le crayon dans le cadre,
fermez les yeux, attendez trois secondes et reproduisez le carré sans sor
tir du cadre ». La tâche est présentée comme une mesure de la maîtrise
du graphisme en l'absence d'information visuelle. Les sujets ont quatre
essais. On note le point de départ et le sens de déplacement du tracé.
L'exemple de la figure 2 montre un dessin commencé en haut à gauche
et exécuté dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. L'expérience
se termine par un entretien, au cours duquel on demande au sujet :
« Comment avez vous fait pour dessiner les carrés sans sortir du
cadre ? » Si le sujet parle d'un recours à une image mentale, on lui
demande de la décrire verbalement. Ceci permet un classement des
témoignages dans trois groupes : 1) pas de référence à une image;
2) référence à une image complète du carré ; 3) à une succession
d'images partielles du carré. L'échantillon est composé de cent élèves
d'un lycée de Montpellier. 406 Gérard Olivier
Fig. 2. — Exemple de production graphique du carré
exécutée les yeux fermés
Example of square drawing, executed with eyes closed
RESULTATS
Les six réponses oculaires sont semblables. Pour 90 sujets,
les parcours visuels successifs sont caractérisés par un même
point de départ et un même sens de déplacement, soit horaire,
soit inverse (x2(l,N = 100) = 64,00; /><.001). Dix sujets ont
changé leur parcours oculaire au cours des premiers essais, se
calant ensuite sur une réponse stable pour les dernières appari
tions du carré.
Le regard des sujets se déplace en sens « horaire ». Le carré est
exploré en sens horaire par 77 sujets, en sens inverse par 23 sujets
(X2(l, N = 100) = 29,16 ; p < .001). L'exploration visuelle débute
par la partie supérieure gauche du carré. Parmi les sujets, 57 com
mencent en haut à gauche, 23 en bas à gauche, 13 en haut à droite,
7 en bas à droite (X2(3, N = 100) = 59,84 ;p < .001).
Les sujets exécutent quatre fois le même dessin. Pour
91 sujets, les quatre productions graphiques sont caractérisées
par un même sens de déplacement et un même angle de départ
(X2(l, N = 100) = 67,24 ; p<. 001). Les 9 élèves faisant exception
ont fini par se caler sur une réponse graphique stable.
Les carrés sont tracés dans le sens horaire. Les dessins de
60 sujets empruntent cette direction (x2(l,N = 100) = 4,00;
p < .05). Les tracés ont débuté en haut et à gauche. Parmi les Evocation de l'image mentale 407
sujets, 56 ont commencé leur dessin par l'angle supérieur
gauche, 23 par l'angle supérieur droit, 18 par inférieur
gauche et 3 par inférieur droit (^2(3, N = 100) = 59,92;
p<.00l).
Les résultats vont dans le sens de l'hypothèse 1 (cf.
tableau I). Les productions graphiques et les explorations
visuelles présentent des caractéristiques communes : leur point
de départ et leur sens de déplacement sont les mêmes.
TABLEAU I. — Effectifs de sujets dont les tracés et les explo
rations visuelles présentent des caractéristiques communes, en
fonction des points de départ de l'exploration visuelle
Number of subjects whose drawings and visual
explorations present common characteristics as a function
of visual scanning starting point
Point de depart de l'exploration visuelle
en haut en haut en bas en bas
à gauche à droite à droite à gauche Total
Caractéristiques communes des tracés et des explorations visuelles :
Sens et départ 26 6 1 9 42 5 8 9 5 27
Départ 16 0 0 2 18
Aucune 6 2 1 4 13
Total 57 13 7 23 100
Pour 42 sujets, les parcours visuels et les dessins des carrés
ont un même point de départ et un même sens de déplacement ;
pour 27 d'entre eux, ils n'ont qu'un sens de ; 18 sujets, seul le point de départ est identique; les product
ions graphiques et les explorations visuelles de 13 sujets ne pré
sentent aucune caractéristique commune (x2(3, N = 100) = 19,44 ;
p < .001). Ce résultat est confirmé quand l'exploration visuelle
commence en haut à gauche (x.2(3, N = 57) = 16,59 ; p < .001), en
haut à droite (x2(3,N = 13) = 7,00; p < .10; NS), en bas à gauche
(X2(3, N = 23) = 5,68 ; p < .20 ; NS). Seuls les 7 sujets débutant leur
parcours visuel en bas à droite ont produit un tracé qui se
déplace dans le même sens que leur exploration visuelle, mais
qui ne part pas du même angle (x2(3, N = 7) = 8,42 ; p < .02). Gérard Olivier 408
Les sujets ont évoqué une image visuelle. Au cours des entre
tiens, 73 sujets ont parlé d'un recours à une image mentale
visuelle du carré (x2(l,N = 100) = 21,16; p< .001).
Les résultats ne vont pas dans le sens de l'hypothèse 2,
l'image évoquée est celle d'un carré entier : 50 sujets ont parlé
d'une image globale, statique, 23 ont visualisé successivement
des parties du carré (X2(l, N = 73) = 9,98 ; p < .01).
Les tracés ont été effectués lentement : 96 sujets ont mis
entre 7 et 12 secondes pour dessiner la figure, 4 l'ont tra
cée en moins de 2 secondes (/2(1, N = 100) = 84,64 ; p < .001). Les
tracés ne respectent pas les dimensions du modèle. Sur les
400 tracés, 293 sont sortis du cadre (x2(l,N = 400) = 86,49;
p < .001). Les carrés mal dessinés sont trop petits. Sur les
293 dessins sortant du cadre, 257 le débordent vers l'intérieur
(X2(l, N = 293) = 166,69 ; p < .001).
DISCUSSION
Les résultats obtenus dans cette expérience ne tendent pas
tous à confirmer l'hypothèse d'une évocation de l'image mentale
du carré par le biais d'une programmation de son parcours
visuel. Tout d'abord, on peut dire que l'orientation systéma
tique constatée des saccades de l'exploration visuelle ne semble
pas être due à des facteurs liés aux stimuli. Les cibles sont équi-
distantes du point de fixation central, équidistantes entre elles,
de même taille et de même couleur. Le nombre de points qu'elles
contiennent est une variable qui a été planifiée. Il n'existe pas
de zone spatiale préférentielle orientant les déplacements du
regard (Vurpillot, 1969). La répartition stéréotypée des fixations
oculaires semble être la conséquence d'un facteur « interne ».
Ces caractéristiques communes des différentes répétitions d'une
même action suggèrent la présence en mémoire d'évocation d'un
schéma moteur, oculaire en l'occurrence, codant les invariants
spatio-temporels d'une famille de réponses oculomotrices : le
parcours d'une forme carrée. Ayant sélectionné ce programme
moteur, le sujet aurait ensuite précisé les paramètres de vitesse
et d'amplitude, en fonction des conditions expérimentales :
taille du carré à parcourir et temps d'exposition de l'image.
En fin de passation, les sujets ont du mal à justifier a posteriori de l'image mentale 409 Evocation
l'orientation spontanée de leur réponse oculaire, suggérant ainsi
que le choix du programme n'a pas été conscient. Stéréotypée et
inconsciente, la réponse oculaire présente les caractéristiques d'un
automatisme. Figure familière, le carré a été souvent parcouru.
Les répétitions antérieures de son imitation visuelle semblent
avoir permis la mise en place d'une habileté oculomotrice, d'au
tant plus automatisée qu'elle a été fréquemment réitérée (Annett,
1993). Ainsi, les déplacements du regard auraient été gérés par un
automatisme oculaire et contrôlés en cours d'exécution par les
feed-back visuels issus des images rétiniennes enchaînées.
Pour tracer le carré, la majorité des sujets a eu recours à une
image mentale visuelle. La lenteur des tracés conforte l'hypo
thèse d'une référence à un modèle interne guidant la production
des dessins. Cette référence intériorisée est-elle la trace percept
ive associée aux schémas oculaires précédemment mesurés et
permettant de compenser l'absence de feed-back ? Trois ensemb
les de résultats le suggèrent.
Premièrement, les points de départ et les sens de déplace
ment des tracés sont les mêmes que ceux des parcours visuels
(cf. tableau I). Les programmes moteurs gérant l'exploration
visuelle d'un carré semblent avoir joué un rôle prépondérant.
Avant de poser le crayon et de fermer les yeux, de nombreux
sujets ont fait plusieurs fois le tour du carré avec leur regard.
Tout se passe comme si les sujets avaient répété mentalement
leur exploration visuelle et reconstruit ainsi une image. Piaget et
Inhelder (1963, p. 82) disaient que l'image mentale résulte d'une
« reproduction active des mouvements perceptifs », c'est-à-dire
d'une « imitation intériorisée, consistant à ébaucher ces mouve
ments avec inhibition freinant la reproduction complète ». Cette
reconstruction semble avoir orienté la motricité manuelle.
Deuxièmement, certains témoignages traduisent un aspect
séquentiel et morcelé de l'image, caractéristique des réafférences
mémorisées : « Pas d'image complète, seulement la partie que je
suis en train de dessiner » (Jean Luc, 16 ans) ; « Dans ma tête
l'écran est blanc et l'image apparaît à mesure que je trace »
(Marie, 17 ans). Troisièmement, malgré les tentatives de correc
tion, le dessin est souvent reproduit trop petit. La référence
intériorisée semble peu fiable quant à sa taille. En l'absence de
feed-back visuel, le programme moteur et la trace perceptive
associée, composantes génériques, ne semblent pas pouvoir don
ner d'indications sur l'amplitude du mouvement à produire.

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