La discrimination entre les deux modalités (ouvert-fermé) d'une propriété topologique chez le Hamster doré. Effet des modifications métriques - article ; n°1 ; vol.78, pg 7-27

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L'année psychologique - Année 1978 - Volume 78 - Numéro 1 - Pages 7-27
Résumé
Dans cette expérience, les animaux devaient apprendre à discriminer entre deux éléments circulaires, l'un ouvert et l'autre fermé, placés successivement dans un enclos où les sujets avaient la possibilité de se déplacer.
Quand le critère d'apprentissage était atteint, les dimensions des éléments circulaires étaient modifiées; le but des situations tests était de déterminer les limites métriques dans lesquelles se maintenait cette discrimination d'une propriété topologique. Dans quelques cas, une généralisation du comportement discriminatoire est réalisée, pour des valeurs très proches de celles des stimulus d'apprentissage. Ces résultats sont discutés en relation avec une tendance naturelle observée constamment durant l'apprentissage, incitant les sujets à se tenir davantage dans la partie périphérique du dispositif.
Summary
In this experiment, animals had lo learn to discriminate between two circular elements, one open and the other closed, successively placed in an enclosure where the subjects could move about.
When the learning criterion was reached, the dimensions of the circular elements were modified ; the aim of the test-situation was to determine the metric limits of the discrimination of this topological property. In a few cases, a generalization of discriminative learning is reached for values very close to those of the learning stimulus. These results are discussed in rela-tionship to the natural tendency, already observed during learning, of the subjects to stand in the most peripheral part of the apparatus.
21 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 1978
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C. Thinus-Blanc
La discrimination entre les deux modalités (ouvert-fermé) d'une
propriété topologique chez le Hamster doré. Effet des
modifications métriques
In: L'année psychologique. 1978 vol. 78, n°1. pp. 7-27.
Résumé
Dans cette expérience, les animaux devaient apprendre à discriminer entre deux éléments circulaires, l'un ouvert et l'autre fermé,
placés successivement dans un enclos où les sujets avaient la possibilité de se déplacer.
Quand le critère d'apprentissage était atteint, les dimensions des éléments circulaires étaient modifiées; le but des situations
tests était de déterminer les limites métriques dans lesquelles se maintenait cette discrimination d'une propriété topologique.
Dans quelques cas, une généralisation du comportement discriminatoire est réalisée, pour des valeurs très proches de celles des
stimulus d'apprentissage. Ces résultats sont discutés en relation avec une tendance naturelle observée constamment durant
l'apprentissage, incitant les sujets à se tenir davantage dans la partie périphérique du dispositif.
Abstract
Summary
In this experiment, animals had lo learn to discriminate between two circular elements, one open and the other closed,
successively placed in an enclosure where the subjects could move about.
When the learning criterion was reached, the dimensions of the circular elements were modified ; the aim of the test-situation was
to determine the metric limits of the discrimination of this topological property. In a few cases, a generalization of discriminative
learning is reached for values very close to those of the learning stimulus. These results are discussed in rela-tionship to the
natural tendency, already observed during learning, of the subjects to stand in the most peripheral part of the apparatus.
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Thinus-Blanc C. La discrimination entre les deux modalités (ouvert-fermé) d'une propriété topologique chez le Hamster doré.
Effet des modifications métriques. In: L'année psychologique. 1978 vol. 78, n°1. pp. 7-27.
doi : 10.3406/psy.1978.28225
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1978_num_78_1_28225L'Année Psychologique, 1978, 78, 7-27
Institut de Neurophysiologie et de Psychophysiologie1
CNRS, Marseille
LA DISCRIMINATION ENTRE LES DEUX MODALITÉS
(OUVERT/FERMÉ)
D'UNE PROPRIÉTÉ TOPOLOGIQUE
CHEZ LE HAMSTER DORÉ
EFFET DES MODIFICATIONS MÉTRIQUES
par Catherine Thinus-Blanc
SUMMARY
In this experiment, animals had to learn to discriminate between two
circular elements, one open and the other closed, successively placed in an
enclosure where the subjects could move about.
When the learning criterion was reached, the dimensions of the circular
elements were modified ; the aim of the test- situation was to determine the
metric limits of the discrimination of this topologieal property. In a few
cases, a generalization of discriminative learning is reached for values very
close to those of the learning stimulus. These results are discussed in rela
tionship to the natural tendency, already observed during learning, of the
subjects to stand in the most peripheral part of the apparatus.
Quand il s'agit d'étudier chez l'animal des comportements
essentiellement liés à l'espace, la simple définition de cet espace
peut se faire de différentes façons grâce à une multiplicité de
« discours » d'espace ; parmi ceux-ci, nous ne faisons peut-être
1. CNRS, inp 9, 31, chemin Joseph-Ayguier, 13274 Marseille Cedex 2. 8 C. Thinus-Blanc
pas toujours un choix très adapté, tant il est vrai que nous
sommes victimes d'à priori. Certains auteurs se sont attachés à
les dénoncer ; tel est le cas de Guilbaud (1974, p. 297) : « Le premier
mot qui vient c'est hélas géométrie », et de Bresson (1974,
p. 293) : « Le primat d'une certaine géométrie dans notre culture
risque toujours de nous faire introduire des artefacts dans nos
discours. » En réalité, l'espace tel qu'il est vécu, parcouru et
représenté, chez l'Homme par exemple, semble autant organisé
par des relations topologiques que métriques et géométriques ;
c'est ce que montrent entre autres les travaux de Lynch (1969),
Pailhous (1970) et Thom (1972).
On peut supposer qu'a fortiori ces constatations sont valables
lorsqu'il s'agit de l'animal. C'est la raison pour laquelle, au lieu
d'envisager uniquement les caractéristiques géométriques d'un
espace expérimental où se déroulera un apprentissage de discr
imination spatiale, il peut être intéressant d'en dégager aussi
certaines propriétés topologiques.
Par ailleurs, la notion de taille des dispositifs nous semble
importante à plusieurs titres : tout d'abord d'un point de vue
méthodologique, lié au choix des dimensions de la situation les
mieux adaptées au comportement que l'on souhaite étudier. Mais
la prise en compte de la notion de taille va plus loin que le simple
aspect méthodologique ; en effet, on peut supposer que des tâches
impliquant l'intégration d'informations non perceptibles immé
diatement et simultanément (car provenant d'emplacements
opposés dans des dispositifs de grande taille par exemple) mettent
en jeu des mécanismes différents.
La première phase de cette expérience a pour but de mettre
en évidence chez le Hamster doré la capacité à discriminer deux
éléments, l'un ouvert, l'autre fermé, structurant un espace tr
idimensionnel à l'intérieur duquel le sujet peut se déplacer
(cf. fig. 1). La seconde phase consiste à déterminer, en faisant
varier la taille des éléments, dans quelles limites métriques se
maintient la discrimination de cette propriété topologique.
DISPOSITIF
II consiste en un enclos circulaire métallique de 1 m de diamètre
dont les parois sont infranchissables par l'animal. Le sol est en plexiglas
perforé ; des pastilles de laiton reliées soit au pôle positif, soit au pôle
négatif d'un appareil distributeur de chocs y sont encastrées et disposées La discrimination entre les deux modalilès 9
en quinconce, de telle sorte que l'animal puisse recevoir le choc quel
que soit l'endroit où il se trouve. Les éléments circulaires sont métall
iques ; ils ont 9 cm de hauteur (donc aisément franchissables par les
sujets) et 45 cm de diamètre. L'un des deux possibles a une ouverture
de 15 cm (cf. fig. 1).
Pastilles de laiton
permettant de délivrer
le choc électrique
100 cm
Fig. 1. — Schéma du dispositif de l'expérience
(ici, seul l'élément ouvert est représenté)
Les éléments sont disposés de façon concentrique successivement un
même nombre de fois dans le grand enclos suivant un ordre irrégulier ;
l'élément ouvert a toujours la même orientation.
Une ampoule à incandescence à l'aplomb du dispositif répartit la
lumière uniformément (intensité lumineuse : 85 lux ; limites du spectre :
4 200-5 900 Â).
MÉTHODE
La méthode consiste à obtenir des sujets une réponse inverse, selon
la nature (ouvert ou fermé) de l'élément auquel ils sont confrontés.
Deux zones peuvent être définies dans le dispositif : une partie
centrale (A) délimitée par l'élément intérieur et une couronne (B). Pour
le groupe GE, l'animal étant placé soit dans la zone A, soit dans la zone B
(ces points de départ sont irrégulièrement alternés), la tâche consiste à
se trouver 10 s après le début de l'essai en A si c'est l'élément ouvert qui
est présenté ou en B s'il s'agit du fermé, et à y rester jusqu'à la quinzième
seconde sans changer de zone ; auquel cas (bonne réponse) il est récom
pensé par des graines de tournesol avant d'être remis dans sa cage. S'il 10 C. Thinus-Blanc
n'est pas à 10 s dans la zone correspondant au renforcement positif
(erreur), ou bien s'il n'y reste pas les 5 s supplémentaires (erreur égale
ment), il reçoit par l'intermédiaire du plancher un choc électrique jusqu'à
ce qu'il se corrige et il est ensuite remis dans sa cage sans recevoir de
récompense.
Deux groupes d'animaux ont été constitués : pour le groupe GI, la
tâche est l'inverse de celle du groupe GE décrite ci-dessus : la zone A
correspond au renforcement positif quand l'élément fermé est présenté
et la zone B quand il s'agit de l'élément ouvert (cf. fig. 2).
GE
Fermé Ouvert
GI
Fermé Ouvert
Fig. 2. — Zones correspondant aux renforcements positifs et négatifs
pour chacun des groupes, et tâche des sujets selon le point de départ D
(R) = rester; — > = changer.
D'éventuels effets d'ordre concernant la succession des sujets, les
points de départ et la présentation des éléments à discriminer lors de
l'apprentissage et des tests ont été équilibrés par un plan de mélange.
Les sujets utilisés sont des Hamsters dorés ( Mesocricetus auratus).
D'une part, 10 sujets sont répartis entre les deux groupes GE et GI de
la façon suivante : GI : 3 mâles et 2 femelles ; GE : 3 femelles et 2 mâles.
D'autre part, 10 sujets sont utilisés comme groupe contrôle avec 5 mâles
et 5 femelles (cf. § tests).
Ces animaux sont élevés dans des conditions normales d'alimentation
et ont 3 mois au début de l'expérience.
Pendant l'apprentissage, le nombre d'essais quotidiens varie de 4 à 8 La discrimination entre les deux modalités 11
(cf. détails ci-après) ; lors de la période des tests, chaque jour 4 essais
préalables ont lieu, durant lesquels sont présentés les éléments habituels,
dans le but de vérifier le maintien des performances. Les récompenses et
les punitions sont distribuées comme auparavant. Il y a ensuite 4 essais
avec l'un des éléments tests : au cours des essais tests, les animaux sont
laissés 15 s et récompensés dans tous les cas ; il est compté une bonne
réponse si à 10 s ils se trouvent dans la zone positive et y attendent 5 s.
PROCÉDURE
EXPLORATION
Cette phase a pour but de familiariser les sujets avec le dis
positif et de fournir, par l'observation du comportement avant
l'apprentissage, une base de référence à l'analyse des résultats
obtenus ultérieurement.
L'animal est déposé dans le dispositif contenant chaque jour
successivement deux fois l'élément fermé et deux fois l'élément
ouvert, cela pendant six jours ; il est libre de se déplacer pendant
2 mn chaque fois. Les points de départ sont en même nombre dans
la zone A et dans la zone B et irrégulièrement alternés. Une fois
écoulé ce délai de 2 mn, l'animal est remis dans sa cage où il
reçoit quelques graines de tournesol.
En plus de l'observation globale du comportement, on a relevé
précisément la zone (A ou B) où se trouvent les animaux à 10 s
après avoir été déposés dans le dispositif (délai au bout duquel,
lors de l'apprentissage ultérieur, la zone positive devra être
choisie pour qu'il y ait réussite).
Les résultats moyens sur les 10 sujets avec l'élément fermé
montrent que 8 fois sur 20 ceux-ci se trouvent à 10 s dans la
zone centrale A et 12 fois sur 20 dans la couronne B, soit qu'ils
y aillent (s'ils n'y avaient pas été déposés), soit qu'ils y restent2.
Avec l'élément ouvert, ils sont 4 fois sur 20 dans la zone A et
16 fois sur 20 dans la zone B. Dans aucun des «as le point de départ
ne semble jouer un rôle, comme le montre le tableau I.
On a comparé ces résultats au rapport des surfaces occupées
respectivement par l'élément intérieur (4/20) et par la couronne
(16/20). Il apparaît qu'avec l'élément ouvert la fréquentation
2. Il y avait en fait 24 essais par sujet ; mais, dans la mesure où tous les
autres résultats des tests sont notés sur 20, ceux-là aussi ont été ramenés
à la même proportion. G. Thinus-Blanc 12
Tableau I. — Zone où se trouvent les sujets à 10 s
ouvert Elément fermé Elément
Intérieur Extérieur Intérieur Extérieur
Point de
départ :
7/10 Intérieur 3/10 4/10 7/10 21
Extérieur 9/10 1/10 5/10 19
4/20 16/20 8/20 12/20 40
de chaque zone est liée à la probabilité de s'y trouver en fonction
du temps que les sujets y passent, temps lui-même proportionnel
à la superficie. Par contre, avec l'élément fermé, les animaux se
trouvent davantage à l'intérieur de celui-ci (t de Student signi
ficatif à un seuil de .001). Cette différence est peut-être davantage
attribuable à un effet mécanique dû à la fermeture (les animaux
n'étant pas encore habitués à franchir la clôture) qu'à un attrait
particulier de la zone intérieure A.
APPRENTISSAGE
Cet apprentissage a été découpé en trois phases de difficulté
croissante, afin d'amener progressivement les sujets à réussir
une tâche relativement complexe puisque, en plus du fait que les
éléments étaient présentés successivement, une réponse correcte
peut se décomposer comme suit :
1. Reconnaissance du point de départ ;
2. Détermination de la nature de l'élément à discriminer :
ouvert ou fermé ;
3. En fonction de 1 et de 2, choix de rester au même endroit et
d'attendre ou de changer rapidement de lieu puis d'attendre.
a) Déroulement des 3 phases d'apprentissage
Phase I : zones de renforcement constantes, point de départ variable
Seul l'élément fermé est présenté dans cette phase. La tâche consiste
pour la moitié des animaux à se trouver dans la zone A (GI) et pour
l'autre dans la zone B (GE) dans un délai inférieur ou égal à 10 s,
auquel cas le sujet est récompensé ; sinon i passé ce délai, l'animal reçoit discrimination entre les deux modalités 13 La
un choc électrique jusqu'à ce qu'il se réfugie dans la zone positive et une
erreur est comptée. Les points de départ étant aléatoirement alternés,
cela implique pour un sujet du GI, par exemple, soit d'attendre en A
pendant 10 s (ou d'en partir et d'y revenir avant 10 s) s'il y a été mis au
départ, soit d'y aller avant la fin des 10 s (et/ou d'en partir et d'y revenir
avant 10 s) et d'attendre que ce temps soit écoulé s'il a été placé au
départ en B.
Cinq essais sont ainsi effectués chaque jour jusqu'à l'obtention du
critère : 20 essais consécutifs sans erreur.
Phase II : modelage du délai et préparation de l'inversion conditionnelle
de la réponse
Pendant cette phase de transition, l'apprentissage initial se poursuit
à raison de 7 essais par jour en allongeant progressivement le temps total
de l'essai à 15 s : l'animal doit se trouver, comme au cours de la phase I,
dans la zone correcte avant 10 s et y rester 5 s. De plus, l'élément ouvert
est présenté à un 8e essai, avec un renforcement toujours positif, ind
épendamment de la réponse fournie, afin de familiariser l'animal avec
cette structure et de préparer l'inversion conditionnelle de la réponse.
Le critère d'arrêt de cette phase est seulement lié au modelage du délai.
Lorsque le pourcentage de réussites avec l'élément fermé est de 100 %
pendant 20 essais consécutifs, on aborde la phase suivante.
Phase III : inversion conditionnelle de la réponse
Cette phase comporte 8 essais journaliers ; à quatre essais, l'élément
fermé est présenté avec la même procédure de renforcements positifs
et négatifs. Aux quatre autres essais, alternés avec les premiers, les
sujets sont confrontés à l'élément ouvert et doivent fournir une réponse
inverse de celle requise avec l'élément fermé. Ainsi, un animal du GE
renforcé positivement en B avec l'élément fermé devra se trouver à
l'intérieur de l'ouvert (zone A) au bout de 10 s et y attendre 3 s ; réc
iproquement pour les animaux du GI. Lorsqu'un critère de 30 réussites
consécutives avec une seule erreur tolérée est atteint, la série de tests
débute.
b) Analyse des résultats
Avant d'entreprendre l'analyse de ces premiers résultats, il
convenait de vérifier s'il était possible de regrouper les notes des
essais dont les points de départ étaient différents (zone A ou B).
Un sondage de 230 essais au total sur le nombre d'erreurs de
l'ensemble des animaux a été réparti sur les trois phases pour
l'élément fermé et sur la dernière phase pour l'élément ouvert 14 C. Thinus-Blanc
(cf. tableau II). Le test du y? n'étant pas significatif, nous consi
dérerons donc qu'il n'y a pas d'effet dû au point de départ sur les
performances et ces deux cas ne seront pas distingués dans
l'analyse qui suit.
Tableau II. — Sondage des erreurs commises
selon le point de dépari (notes sur 20)
GI Gr GE GE
(ouvert) (fermé) (ouvert) (fermé)
Zone de point
de départ :
A 6,5 2,7 9,3 3,7
B 6 6 8,9 2,7
Phase I
Le nombre d'essais nécessaires à l'obtention du critère
(tableau III) et corrélativement le nombre d'erreurs (tableau IV)
dans le groupe GE sont très nettement inférieurs à ceux du
groupe GI (test du U de Mann et Whitney significatif à un seuil
de .004) pour le groupe GE. On retrouve donc la tendance à
préférer la partie périphérique B déjà observée lors de la phase
d'exploration, tendance qui favorise les réussites du groupe GE.
Tableau III. — Nombre moyen d'essais nécessaires
à V obtention du critère de chacune des phases
(les écarts types correspondants sont indiqués entre parenthèses)
GE GI
Phase I 59 101
(14,69) (13,33)
Phase II 30 48
(11,52) (29,52)
Phase III 574 486
(154,23) (182,46)
* Différence significative au test du U de Mann et
Whitney. discrimination entre les deux modalités 15 La
Phase II
La présentation de l'élément ouvert entraîne une légère baisse
des performances du groupe GE ; cette baisse est plus importante
pour le groupe GI dont la performance est plus fragile, bien que
les nombres d'essais et d'erreurs ne soient pas significativement
différents selon le test du U. Néanmoins, ce début d'extinction ne
dure pas longtemps.
Phase III
Le sens de la différence entre les deux groupes relevée ci-dessus
s'inverse dans cette phase de discrimination. Le nombre d'essais
nécessaires aux animaux du GE pour atteindre le critère d'apprent
issage s'explique en considérant la répartition des erreurs
(tableau IV). La proportion d'erreurs qui est constante durant
les trois phases pour les erreurs avec l'élément fermé se trouve
inversée avec l'élément ouvert. Si nous raisonnons simplement
en termes de tâche facile ou difficile, il apparaît que le groupe GE
apprend en trois phases à réaliser la tâche facile (Z erreurs
« fermé » + « ouvert » = 32,6) que le groupe GI doit maîtriser en
une phase (moyenne des erreurs « ouvert » = 34,2). Inversement,
le groupe GI apprend en trois phases la tâche difficile (Z erreurs
Tableau IV. — Nombre moyen
et proportion moyenne d'erreurs
Phases
I II rrr
Fermé Fermé Fermé Ouvert
GE 8 4 4 20,2 <4— 118
T 50,2 t XI 34,2 GI 24,8 10
Proportion
moyenne
d'erreurs 2,9 2,5 2,4 3,4
Niveau de signification des différences :
►.004;— ►.016, ---^.05 à .07

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