Facilitation intersensorielle, erreurs et corrections dans une tâche de poursuite discontinue - article ; n°2 ; vol.73, pg 403-417

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L'année psychologique - Année 1973 - Volume 73 - Numéro 2 - Pages 403-417
Résumé
Le phénomène de « facilitation intersensorielle » a été étudié dans une situation de poursuite visuo-manuelle discontinue, avec choix binaire entre deux directions possibles de la réponse.
Sous l'influence d'un stimulus d'alerte auditif, le temps de réaction de choix est significativement raccourci quand l'intervalle entre stimulus d'alerte et stimulus d'exécution varie de 0 à 240 ms. En situation contrôle cet intervalle était de 4 000 ms.
L'analyse des réponses correctes et erronées a permis de conclure que le stimulus d'alerte a, en dehors de son effet facilitateur non spécifique, une incidence sur les processus spécifiques de réponse. Néanmoins, l'hypothèse d'une simple substitution du stimulus d'alerte au stimulus d'exécution a pu être écartée.
L'examen de la durée et de l'amplitude des réponses erronées (erreurs de direction) a montré que la correction de ces erreurs ne nécessite aucune réafférence (visuelle ou proprioceptive). Il est permis de penser que ce type de correction est fondé sur un traitement plus détaillé des données sensorielles qui, dans un premier temps, déclenchent la réponse erronée.
Summary
The phenomenon of « inter-sensory facilitation » was studied in a situation of discontinuons visuo-manual pursuit with a binary choice between two directions of response. The effect of an auditory warning signal was to significantly shorten reaction times when the interval between warning and stimulus was between 0 and 240 ms. In a control situation, this interval was 4 000 ms.
The analysis of the correct and incorrect responses and of their latency allowed us to conclude that the warning signal influences the specific response processes as well as having a non-specific facilitatory effect. The hypothesis in which the warning signal replaces a stimulus had however to be rejected. An examination of the length of time and the amplitude of the incorrect responses showed that the error correction does not require any visual or proprioceptive feedback. It is possible to daim that this type of correction depends on a more detailed analysis of the sensory data which initially triggered the incorrect response.
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 : lundi 1 janvier 1973
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A. Semjén
Facilitation intersensorielle, erreurs et corrections dans une
tâche de poursuite discontinue
In: L'année psychologique. 1973 vol. 73, n°2. pp. 403-417.
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Semjén A. Facilitation intersensorielle, erreurs et corrections dans une tâche de poursuite discontinue. In: L'année
psychologique. 1973 vol. 73, n°2. pp. 403-417.
doi : 10.3406/psy.1973.27995
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1973_num_73_2_27995Résumé
Résumé
Le phénomène de « facilitation intersensorielle » a été étudié dans une situation de poursuite visuo-
manuelle discontinue, avec choix binaire entre deux directions possibles de la réponse.
Sous l'influence d'un stimulus d'alerte auditif, le temps de réaction de choix est significativement
raccourci quand l'intervalle entre stimulus d'alerte et stimulus d'exécution varie de 0 à 240 ms. En
situation contrôle cet intervalle était de 4 000 ms.
L'analyse des réponses correctes et erronées a permis de conclure que le stimulus d'alerte a, en
dehors de son effet facilitateur non spécifique, une incidence sur les processus spécifiques de réponse.
Néanmoins, l'hypothèse d'une simple substitution du stimulus d'alerte au stimulus d'exécution a pu être
écartée.
L'examen de la durée et de l'amplitude des réponses erronées (erreurs de direction) a montré que la
correction de ces erreurs ne nécessite aucune réafférence (visuelle ou proprioceptive). Il est permis de
penser que ce type de correction est fondé sur un traitement plus détaillé des données sensorielles qui,
dans un premier temps, déclenchent la réponse erronée.
Abstract
Summary
The phenomenon of « inter-sensory facilitation » was studied in a situation of discontinuons visuo-
manual pursuit with a binary choice between two directions of response. The effect of an auditory
warning signal was to significantly shorten reaction times when the interval between warning and
stimulus was between 0 and 240 ms. In a control situation, this interval was 4 000 ms.
The analysis of the correct and incorrect responses and of their latency allowed us to conclude that the
warning signal influences the specific response processes as well as having a non-specific facilitatory
effect. The hypothesis in which the warning signal replaces a stimulus had however to be rejected. An
examination of the length of time and the amplitude of the incorrect responses showed that the error
correction does not require any visual or proprioceptive feedback. It is possible to daim that this type of depends on a more detailed analysis of the sensory data which initially triggered the incorrect
response.L'ANNEE PSYCHOLOGIQUE
TOME LXXm (Fascicule 2)
MÉMOIRES ORIGINAUX
Institut de Psychologie de l'Académie des Sciences de Hongrie1
FACILITATION INTERSENSORIELLE
ERREURS ET CORRECTIONS
DANS UNE TÂCHE DE POURSUITE DISCONTINUE
par Andrâs Semjén
SUMMARY
The phenomenon of « inter-sensory facilitation » was studied in a
situation of discontinuous visuo-manual pursuit with a binary choice
between two directions of response. The effect of an auditory warning signal
was to significantly shorten reaction times when the interval between
warning and stimulus was between 0 and 240 ms. In a control situation,
this interval was 4 000 ms.
The analysis of the correct and incorrect responses and of their latency
allowed us to conclude that the warning signal influences the specific
response processes as well as having a non-specific facilitatory effect. The
hypothesis in which the warning signal replaces a stimulus had however
to be rejected. An examination of the length of time and the amplitude of
the incorrect responses showed that the error correction does not require any
visual or proprioceptive feedback. It is possible to claim that this type of
correction depends on a more detailed analysis of the sensory data which
initially triggered the incorrect response.
L'effet facilitateur d'un stimulus d'alerte auditif, précédant
de très près (0 à 300 ms) la présentation du signal d'exécution
visuel, a été largement démontré dans des situations de temps
1. Budapest VI, Szondy-u., 83-85. 404 MÉMOIRES ORIGINAUX
de réaction (TR) simple et de choix (Bertelson, 1967 ; Bertelson
et Tisseyre, 1969 ; Davis et Green, 1969 ; Nickerson, 1970 ;
Bernstein, 1970). Cet effet se traduit, dans les cas où le signal
d'exécution visuel (V) est précédé par le stimulus auditif (A),
par le raccourcissement des TR, en prenant comme base de compar
aison les cas où V est présenté seul. La réduction des TR est
une fonction à peu près linéaire de l'intervalle A-V entre 0
et 100 ms ; avec des intervalles plus longs les TR restent inchan
gés ou augmentent de nouveau.
Différentes explications du phénomène ont été avancées,
faisant appel soit à la mise en place d'un processus de prépa
ration temporelle à partir du stimulus A, soit à un effet facili-
tateur immédiat de ce stimulus sur la réaction visuo-motrice
(Bertelson, 1967 ; Bernstein, 1970). Ce second type d'explica
tion tire surtout argument du fait que l'on observe une certaine
facilitation avec la présentation simultanée de A et V, et même
avec une succession V-A, si l'intervalle entre les deux stimulus
est de quelques dizaines de millisecondes (Bertelson et Tisseyre,
1969 ; Nickerson, 1970). L'indépendance existant entre l'impor
tance de la facilitation et la prédictibilité ou la non-prédictibilité
des intervalles A-V, dans la gamme des intervalles très courts
(0 à 300 ms) peut fournir un autre argument en faveur de cette
thèse (Bertelson et Tisseyre, 1968).
Dans une situation de TR de choix, le stimulus d'alerte
n'apporte aucune information quant à la nature du signal d'exé
cution qui le suit, ni, par conséquent, quant à la réponse à faire.
Dans l'hypothèse d'une facilitation immédiate exercée par le
stimulus auditif, on pourrait envisager une facilitation non
spécifique, n'ayant aucun retentissement sur les processus spéci
fiques de réponse. En réalité, les auteurs rapportent une augment
ation de la proportion des erreurs, et cette augmentation est
généralement d'autant plus importante que la réduction des TR
est forte (Bertelson, 1967 ; Bertelson et Tisseyre, 1969 ; Davis et
Green, 1969). Si cette relation inverse est conforme à maintes
observations faites sur la relation rapidité-précision dans les
situations de choix et de décision, elle s'explique mal par l'hypo
thèse que le stimulus auditif n'exerce qu'une facilitation enti
èrement non spécifique sur le temps de réaction de choix.
D'autres explications sont également possibles. On peut
envisager soit que le sujet déclenche sa réponse, dans une pro
portion donnée des cas, à l'apparition du stimulus auditif (hypo- A. SEMJÉN 405
thèse de substitution de A à V), soit que l'état d'excitation créé
par l'apparition du stimulus A augmente la probabilité d'émis
sion de l'une des réponses possibles, sans porter nécessairement
cette probabilité à l'unité. Cet effet serait lié par une fonction
pour le moment inconnue au niveau d'intensité de cet état
d'excitation. L'évolution de ce dernier aurait des caractéris
tiques temporelles propres (augmentation et déclin) ; dans ce
cas, l'importance de l'effet de facilitation et la proportion des
erreurs seraient également fonction de l'intervalle A-V.
Le stimulus V pourrait modifier cet état d'excitation de deux
manières différentes : soit par sa seule apparition, et dans ce cas
il augmenterait, par voie de sommation, la probabilité d'émission
de la réponse déjà rendue plus probable par A ; soit, plus géné
ralement, par l'information spécifique qu'il véhicule, et alors il
pourrait augmenter ou, quand il y a non-correspondance entre la
réponse « préparée » et la nature du stimulus V, diminuer la
probabilité d'apparition de cette réponse.
Etant donné que ces deux processus ne sont pas mutuelle
ment exclusifs, et pourraient avoir des caractéristiques tempor
elles différentes, la même séquence A-V pourrait produire deux
réponses, l'une erronée et l'autre correcte, émises successivement
ou combinées en un tout. L'émission de la réponse correcte serait
alors fondée sur une analyse plus détaillée des mêmes données
sensorielles qui, dans un premier temps, auraient contribué à
l'apparition de l'erreur (voir Rabbitt, 1968, 1969).
Ces hypothèses ont une implication générale, c'est-à-dire
qu'il n'y aurait pas opposition, mais continuité, entre facilitation
(et préparation) spécifique et non spécifique. Elles permettent de
formuler, en outre, quelques prédictions expérimentalement
vérifiables.
Premièrement, sous l'influence du stimulus A la réduction
des TR des réponses correctes et erronées serait inférieure à
l'intervalle A-V, la réduction des TR des erreurs étant toutefois,
pour chaque intervalle A-V, supérieure à la réduction des TR
des réponses correctes.
Deuxièmement, il y aurait des possibilités de correction qui ne
feraient pas appel à des réafférences périphériques (visuelles ou
proprioceptives). Si ce dernier point est difficilement verifiable
grâce aux seules mesures de temps de réaction, certains para
mètres de la réponse motrice erronée (durée et amplitude du
mouvement) en permettraient la vérification indirecte. 406 MÉMOIRES ORIGINAUX
Aussi avons-nous choisi d'étudier la facilitation intersensor
ielle, l'évolution concomitante de la proportion des erreurs,
de leur temps de réaction et de correction, dans une tâche de
poursuite visuo-manuelle discontinue, avec choix binaire entre
deux directions possibles de la réponse motrice. Cette situation
permet d'enregistrer plusieurs paramètres de cette dernière
(temps de réaction, direction, amplitude, durée) ; elle implique
nécessairement la correction de toutes les erreurs, notamment
celle des erreurs de direction ; elle a déjà servi, en outre, à plu
sieurs auteurs pour démontrer que la correction des erreurs de
direction pouvait être trop rapide pour permettre l'intervention
des réafîérences visuelles, ce qui laissait supposer
de réafférences proprioceptives (Gibbs, 1965 ; Angel et Hig-
gins, 1969). Il était donc intéressant d'examiner si cette dernière
hypothèse pouvait rendre compte de toutes les corrections ou si
un mode de correction qui ne ferait pas appel à des réafïérences
périphériques pouvait également jouer un rôle.
SITUATION EXPÉRIMENTALE ET MÉTHODE
Le sujet est seul dans la salle d'expérimentation faiblement éclairée.
Il est installé, tête libre, en face d'un oscilloscope cathodique dont les
deux points lumineux, de 2 mm de diamètre chacun, sont réglés à très
faible intensité, de manière à ne pas laisser de trace perceptible après
leur déplacement. La distance œil-écran est d'environ 60 cm.
Des deux points lumineux de l'oscilloscope, l'un sert de cible et est
contrôlé par l'E., l'autre sert de repère, et est contrôlé par le S. En posi
tion de départ, cible et repère sont superposés au centre de l'écran (Po).
Chaque essai comporte un click d'intensité modérée, délivré dans des
écouteurs, suivi, après un intervalle temporel prédéterminé, par le
déplacement de la cible, dans la ligne médiane de l'écran, soit en Pt
soit en P2, situés respectivement en haut et en bas de Po. Les distances
P0-Px et P0-P2 sont égales entre elles (15 mm environ). Les déplacements
de la cible, contrôlés par des signaux carrés, s'effectuent en quelques
microsecondes. L'apparition du click, l'intervalle et le déplacement de
la cible sont commandés par un stimulateur électronique dis a mul-
tistim. Le retour de la cible en Po servant de signal d'avertissement pour
l'essai suivant, ainsi que le déclenchement du stimulateur électronique
sont sous la commande manuelle de l'E.
Quatre intervalles entre click et déplacement de la cible sont utilisés :
0, 120 et 240 ms à titre expérimental, 4 000 ms à titre de contrôle. Les
expériences se sont déroulées pour chaque sujet en deux sessions A et B A. SEMJÉN 407
séparées de quelques jours. Le déroulement des expériences (nombre des
essais, répartition des intervalles par sessions et entre sessions) est
représenté dans le tableau I.
TABLEAU I
Le plan de l'expérience
Nombre Répartition
des essais des intervalles
Sessions P0-px po-pz ° 120 240 4 00°
A (1) .. 100 100 80 % 20 %
(2) 20 20 100 %
B (1) .. 100 100 80 % 20 %
(2) 20 20 100 %
Le choix que nous avons fait de présenter un nombre relativement
faible d'essais (20 %) avec exposition successive de A et V dans la série
expérimentale, était motivé par l'idée qu'un tel procédé permettrait de
mieux détecter une éventuelle stratégie consistant à répondre au st
imulus d'alerte auditif plutôt qu'au stimulus d'exécution visuel. Nous
savons, en effet, que la décision quant à la direction du mouvement à
faire est relativement précoce dans la période du TR et que la probab
ilité de modifier une telle décision, en fonction d'un second signal
présenté 120 ms après le premier, est extrêmement faible (Semjén, 1970).
L'ordre de succession des sessions A et B était contrebalancé à
l'intérieur du groupe des sujets. Chaque session comporte une courte
période d'entraînement. Les déplacements de la cible en Px et en P2
suivent un ordre quasiment aléatoire ; nous avons fixé cependant à cinq
le nombre maximal de répétition d'un même type de déplacement.
Dans la première partie de chaque session (1), les intervalles de 120
ou 240 ms apparaissent deux fois par séries de dix, associés à chacun
des deux types de déplacement de la cible. Dans la deuxième partie (2)
de chaque session, l'intervalle est constant (série contrôle).
La tâche du sujet est de ramener le repère sur la cible, après chaque
déplacement de celle-ci, aussi rapidement et aussi exactement que
possible. Pour ce faire, il doit déplacer un léger chariot monté sur rails,
muni d'une poignée, et connecté à un potentiomètre rotatif. Le chariot
se déplace dans le sens horizontal ; son mouvement de gauche à droite le repère de haut en bas et vice versa. Ce dispositif de contrôle
est fixé sur une planche qui sert également de support à l'avant-bras
du sujet.
Enregistrement. — Un deuxième oscilloscope, installé dans la salle
de l'E., et relié en parallèle avec le premier, permet le contrôle permanent
et l'enregistrement photographique des stimulus et des réponses. L'anal
yse des résultats se fait en termes de temps de réaction, durée, direction 408 MÉMOIRES ORIGINAUX
et amplitude du mouvement. Les mouvements de retour Px-P0 ou
P2-P0 ne sont pas analysés. Les temps sont mesurés avec une exactitude
de 10 ms ; les amplitudes en millimètre, le zéro de l'échelle correspon
dant à Po. Pour déterminer l'amplitude et la durée des mouvements
corrects P0-Pi et P0-P2) nous n'avons tenu compte que du premier
mouvement d'approche vers la cible, à l'exclusion donc des corrections
secondaires d'amplitude. Nous avons procédé de manière analogue pour
déterminer l'amplitude des erreurs de direction.
Ces expériences ont été faites sur 4 sujets âgés de 20 à 24 ans.
RÉSULTATS
1. Erreurs
Nous avons considéré comme erreurs les erreurs de direction,
c'est-à-dire les mouvements qui, au moment de leur départ,
s'éloignent de la cible au lieu de s'en approcher.
Sur un total de 1 905 essais exploités, nous avons trouvé
187 erreurs de direction, dont la répartition en fonction des inter
valles, directions des réponses et sessions, est donnée dans le
tableau II.
TABLEAU II
Répartition des erreurs (en %)
en fonction des intervalles, sessions,
direction de la réponse et sujets
Intervalles Sessions Directions
ï ©</} 2 A Sujet 4 000 0 120 240 B Total P0P1 P0P2
1 ... A 12,8 11,8 7,5 11,2 10,4 3,7 17,8
2,5 14.2 2,5 10,8 B
15,0 2 ... B 8,3 10,0 10,5 10,5 13,0 8,1
A 2,8 11,2 15,0 10,5
3 ... A 4,8 5,6 10,0 6,2 2,4 5,8 2,9
3,1 2,5 B 0,0 4,3
4 ... B 0,0 13,0 19,5 14,8 12,0 0,7 18,2
A 5,0 15,3 23,6 13,4
Total 4,5 10,5 13,0 10,7 10,7 8,8 9,8
Note. — La répartition des erreurs selon les directions est calculée sur
l'ensemble de l'expérience : session A + session B.
Au niveau du groupe, on constate une augmentation signi
ficative de la proportion des erreurs dans les essais expérimen
taux (intervalles de 0, 120 et 240 ms regroupés) comparés aux A. SEMJÉN 409
essais contrôle (intervalle de 4 000 ms) (x2 = 9,97, df = 1,
p < 0,01). Toujours au niveau du groupe, il n'y a pas de diff
érences significatives dans la répartition des erreurs selon les
intervalles de courte durée ; cependant, cette invariance de la
répartition des erreurs recouvre, au niveau individuel, des varia
tions de tendances quelquefois opposées.
2. Temps de réaction
Nous avons tenu compte de toutes les valeurs de TR comp
rises entre 0 et 600 ms. Nous avons ainsi écarté 14 TR, 5 infé
rieurs à 0 ms et 9 supérieurs à 600 ms.
L'évolution des TR des réponses correctes et erronées en
fonction des intervalles est présentée dans le tableau III. Nous
avons regroupé les données obtenues au cours des sessions A et B.
TABLEAU III
Temps de réaction en millisecondes
Inter Réponses correctes Erreurs
valles N Moyennes a N Moyennes a
1... 4 000 286 346,74 61,6 14 342,85 60,3
2 ... 0 1 141 299,29 53,7 133 262,85 62,2
3120 140 267,00 64,6 21 223,80 50,9
4... 240 141 269,36 73,5 14 173,50 119,3
Pour les réponses correctes, on constate une nette réduction
des TR avec la gamme des intervalles courts. Les différences
mj — m2, m2 — m3 et m2 — m4 sont toutes significatives au
test de Student à p < 0,001 ; la différence m3 — m4 n'est pas
significative. L'effet facilitateur du click dans la gamine des
intervalles courts est généralement confirmé.
Les TR des erreurs montrent, en fonction des intervalles,
une évolution analogue à celle des TR des réponses correctes,
avec une réduction supplémentaire des TR avec l'intervalle
de 240 ms. La des TR des erreurs est à chaque inter
valle plus forte que celle des TR des réponses correctes. Sur la
gamme des intervalles courts, les TR des correctes sont
significativement plus longs que ceux des erreurs (au test de
Student p < 0,01) ; pour l'intervalle de 4 000 ms, il n'y a pas
de différence entre TR des réponses correctes et erronées. 410 MÉMOIRES ORIGINAUX
La limite inférieure de la plupart des distributions de TR
individuelles se situe à 160 ms ; 31 TR sont inférieurs à cette
valeur ; 25 sur ces 31 TR sont le fait du sujet 4 qui donne, par
Fig. 1. — L'évolution des TR (en ms) en fonction des intervalles. I.
Intervalles. S. : Sujet. C. : Contrôle (intervalle de 4 000 ms). Trait plein
direction Px ; pointillé : direction Pt.
ailleurs, la plus forte proportion d'erreurs et la plus forte réduc
tion des TR corrects pour les intervalles courts (tableau II et
fig- I)-
3. Amplitude et durée des mouvements
a) Amplitudes. Réponses correctes
Les variations d'amplitude en fonction des intervalles sont
minimes et non significatives (tableau IV). Les réponses d'ampli
tude inférieure à 10 mm sont exceptionnelles ; leur proportion
augmente cependant quelque peu avec les intervalles de 120
et 240 ms. La majorité de ces réponses sont fortement anticipées
(TR inférieurs à 160 ms).

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