Les rythmicités de l'efficience cognitive - article ; n°2 ; vol.88, pg 215-236

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L'année psychologique - Année 1988 - Volume 88 - Numéro 2 - Pages 215-236
Résumé
Dans cet article sont présentées les principales données montrant l'existence de variations périodiques de la performance réalisée dans diverses tâches. Ces variations rythmiques de la performance peuvent présenter des périodicités longues (rythmes infradiens) ou courtes (rythmes ultradiens), les plus connues étant celles d'une périodicité d'environ vingt-quatre heures (rythmes circadiens). Par ailleurs l'étude des rythmicités de l'efficience cognitive fait apparaître une grande variabilité interindividuelle qu'on peut partiellement expliquer par des facteurs typologiques (introvertion-extravertion, matinalité-vespéralité, dépendance-indépendance à l'égard du champ).
Mots clés : rythmes psychologiques, efficience cognitive, typologie.
Summary : the rhythms of cognitive efficiency.
This paper reviews data showing that the performance in different tasks presents periodic variations. The periodicity of these performance rhythms can be long (infradian rhythms) or short (ultradian rhythms), the best known being the one of about 24 hours (circadian rhythms). On the other hand, it is shown that the large inter-individual variability in cognitive efficiency rhythms can be partially explained by typologie factors (intro-version-extraversion, morningness-eveningness, dependence-independance of the field).
Key words : psychological rhythms, cognitive efficiency, typology.
22 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 1988
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Pierre Leconte
Les rythmicités de l'efficience cognitive
In: L'année psychologique. 1988 vol. 88, n°2. pp. 215-236.
Résumé
Dans cet article sont présentées les principales données montrant l'existence de variations périodiques de la performance
réalisée dans diverses tâches. Ces variations rythmiques de la performance peuvent présenter des périodicités longues (rythmes
infradiens) ou courtes (rythmes ultradiens), les plus connues étant celles d'une périodicité d'environ vingt-quatre heures
circadiens). Par ailleurs l'étude des rythmicités de l'efficience cognitive fait apparaître une grande variabilité interindividuelle qu'on
peut partiellement expliquer par des facteurs typologiques (introvertion-extravertion, matinalité-vespéralité, dépendance-
indépendance à l'égard du champ).
Mots clés : rythmes psychologiques, efficience cognitive, typologie.
Abstract
Summary : the rhythms of cognitive efficiency.
This paper reviews data showing that the performance in different tasks presents periodic variations. The periodicity of these
performance rhythms can be long (infradian rhythms) or short (ultradian rhythms), the best known being the one of about 24
hours (circadian rhythms). On the other hand, it is shown that the large inter-individual variability in cognitive efficiency rhythms
can be partially explained by typologie factors (intro-version-extraversion, morningness-eveningness, dependence-independance
of the field).
Key words : psychological rhythms, cognitive efficiency, typology.
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Leconte Pierre. Les rythmicités de l'efficience cognitive. In: L'année psychologique. 1988 vol. 88, n°2. pp. 215-236.
doi : 10.3406/psy.1988.29267
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1988_num_88_2_29267L'Année Psychologique, 1988, 88, 215-236
NOTES
Université de Lille III1
LES RYTHMICITÉS
DE L'EFFICIENCE COGNITIVE
par Pierre Leconte
SUMMARY ; the rhythms of cognitive efficiency.
This paper reviews data showing that the performance in different tasks
presents periodic variations. The periodicity of these performance rhythms
can be long (infradian rhythms) or short (ultradian rhythms), the best
known being the one of about 2i hours (circadian rhythms). On the other
hand, it is shown that the large inter-individual variability in cognitive
efficiency rhythms can be partially explained by typologie factors (intro-
version-extraversion, morningness-eveningness, dependence- indépendance
of the field).
Key words : psychological rhythms, cognitive efficiency, typology.
En 1934, Freeman et Hovland publiaient une synthèse des
travaux effectués à l'époque, sur la question des rythmes psychol
ogiques. Cet article recensait plusieurs dizaines de recherches
sur les variations des performances mentales et la conclusion en
était que plus du tiers des expériences révélait une augmentation
des performances au cours de la journée, une même proportion
de travaux mettait en évidence une diminution des performances,
d'autres, enfin, montraient une variation non linéaire de la
performance sans s'accorder sur l'allure de la courbe. On doit
atténuer ces contradictions en considérant l'extrême diversité
des protocoles, des tâches et des types de sujets utilisés. Par
1. bp 149, 59653 Villeneuve-d'Ascq . 216 Pierre Leconte
ailleurs, à cette époque, les méthodologies utilisées étaient peu
adéquates à l'étude de ces phénomènes.
L'analyse temporelle des performances pose d'ailleurs toujours
de redoutables problèmes. Le premier réside dans le fait que les
épreuves psychométriques ne peuvent être pratiquées régulièr
ement tout au long du nycthémère, puisque cette répétition
altérerait le rythme biologique veille-sommeil, ce qui aurait
aussitôt pour conséquence des perturbations des performances.
Le second problème est que les épreuves psychologiques sont
extrêmement sensibles aux facteurs externes (température,
lumière, bruit...), ce qui implique un contrôle rigoureux de l'env
ironnement. A ce contexte externe, il faut ajouter un contexte
interne encore plus difficile à maîtriser : la motivation du sujet
pour la tâche. Colquhoun (1971) a montré que la motivation
affectait les rythmicités des performances mentales. Un troisième
problème est que, pour tenter de contrôler le maximum de
variables pouvant modifier les rythmicités, on a surtout utilisé
des tests « simples » aisément praticables en laboratoire mais
souvent assez éloignés des situations réelles dans lesquelles les
sujets ont à réaliser des performances. Par ailleurs, la répétition
des épreuves entraîne un « effet d'apprentissage » qui peut
masquer les rythmicités spontanées (nous verrons plus loin les
techniques utilisées pour contrôler ces effets). Enfin, la plupart
des épreuves psychométriques sont analysables selon deux cri
tères : vitesse et exactitude de la réponse ; or il apparaît que ces
deux paramètres peuvent ne pas présenter la même variation
circadienne. De plus chaque sujet, malgré des consignes appa
remment précises, interprète différemment ces et
développe sa propre stratégie par rapport à la tâche qui lui est
proposée ; ceci serait encore acceptable sur le plan méthodolo
gique si l'on avait la certitude qu'un même sujet conserve la
même stratégie tout au long des épreuves, ce qui est malheureu
sement rarement le cas !
Ces problèmes ont amené plusieurs auteurs à souhaiter, en
vain jusqu'à présent, une standardisation des tests afin de
permettre la comparaison des résultats obtenus par différents
laboratoires (Hamilton, Wilkinson et Edwards, 1972).
Il existe une grande diversité de moyens utilisés pour mettre
en évidence l'existence de rythmicités dans les performances.
Un ensemble important de recherches a tenté de montrer le
parallélisme entre les rythmicités biologiques et psychologiques ; de V efficience cognitive 217 Rylhmicités
la température centrale, les catécholamines, l'activation céré
brale et le sommeil ont été principalement considérés comme des
facteurs explicatifs des rythmicités psychologiques (Leconte,
Lambert et Lancry, sous presse).
Les différentes variables biologiques et sont
sans aucun doute en relation étroite, mais nous ne connaissons
pas encore les mécanismes responsables des faits observés ni les
caractéristiques précises des relations entre les rythmes biolo
giques et les rythmes psychologiques. Ceci ne doit toutefois pas
interdire, au contraire, une étude systématique des rythmes
psychologiques pour eux-mêmes, tout en gardant à l'esprit leurs
liens avec les rythmes biologiques : c'est ce que tente faire la
chronopsychologie.
L'ensemble des recherches effectuées sur les rythmicités
psychologiques est assez difficile à synthétiser pour la raison
qu'il existe peu de cohérence dans les plans expérimentaux, les
caractéristiques des sujets et la nature des tâches. Afin de
donner un peu de clarté à l'exposé de ces travaux, nous envisa
gerons successivement les rythmes infradiens et de basse fréquence
(période supérieure à 60 heures), les rythmes circadiens (période
comprise entre 20 et 28 puis les rythmes ultradiens
(période inférieure à 20 heures) des activités psychologiques en
pointant à la fois les aspects généraux des fluctuations ainsi que
les facteurs susceptibles de moduler les caractéristiques pério
diques, notamment les différences interindividuelles.
I. — LES RYTHMES PSYCHOLOGIQUES INFRADIENS
ET DE BASSE FRÉQUENCE
On dispose de très peu de données sur ces rythmicités. On
connaît plusieurs exemples des rythmicités biologiques de pério
dicité longue mais il faut bien dire qu'étudier une fonction
psychologique sur une durée d'une semaine, un mois, un an ou
plus, pose de redoutables problèmes méthodologiques.
Pourtant la littérature chez l'animal présente des observat
ions troublantes sur l'évolution non monotone de la rétention
mnésique (Spear, 1980). La « courbe d'oubli classique », que l'on
doit à Ebbinghaus, d'allure négativement accélérée, doit être
remise en question à la lumière des quelques exemples suivants.
Il est fréquent d'observer, chez diverses espèces animales, Pierre Leconte 218
des courbes de rétention dites « multiphasiques » mettant en
évidence des fluctuations des performances au cours du temps.
Nous verrons plus loin des exemples de fluctuations ultradiennes,
mais il faut signaler ici l'existence d'un phénomène très connu
bien que peu étudié : le phénomène de « réminiscence », c'est-à-
dire l'amélioration spontanée, au cours du temps, des perfo
rmances en rétention. Si ce phénomène apparaît généralement
après quelques secondes ou quelques minutes chez l'homme,
chez l'animal, on l'observe heures ou quelques jours
après l'apprentissage (Destrade, 1979 ; Spear, 1980). Par ailleurs
Gisquet- Verrier, Dekeyne et Alexinsky (cités par Deweer, 1985)
ont pu mettre en évidence que, chez le rat, la rétention d'un
apprentissage discriminatif est bonne au terme d'un délai de
trois jours par rapport aux performances réalisées vingt-quatre
heures ou cinq jours après l'apprentissage initial.
Biederman et al. (1974) montrent que le souvenir d'une aver
sion conditionnée à la saccharine chez le rat suit une courbe
en U inversée sur une période de quatorze jours. Une bonne
rétention est observée quatre-vingt-dix minutes et quatorze jours
après l'apprentissage, tandis qu'un déficit mnésique se manifeste
trois jours et sept jours après l'acquisition. Nous avons récemment
, Témoin
80
60
40 .
20
.JOURS
2 7 14
Fig. 1. — Préférence pour la saccharine (en %) lors du test de rétention
en fonction des intervalles de rétention. Noter l'effet aversif pour l'inter
valle de 2 et 14 jours (d'après Marcant et al., 1985).
Preference for saccharin (in %) during test as a function of three retention
intervals. Note an incubation effect at the 14-day interval (from Marcant
et al., 1985). Rylhmicilés de l'efficience cognitive 219
(Marcant, Schmaltz, Roy et Leconte, 1985) refait cette expérience
en modifiant le protocole de Biederman afin de contrôler d'éven
tuels effets non spécifiques (Biederman, Milgram, Heighington,
Stockman et O'Neill, 1974). Les tests de rétention ont lieu, deux,
sept et quatorze jours après l'apprentissage. Nos résultats
montrent un déficit de la rétention à sept jours et une améliora
tion à quatorze jours.
Chez l'homme, Hildebrandt et Strempel (1977) rapportent
des données peu cohérentes sur des fluctuations annuelles du
comportement : le temps de réaction serait meilleur en été qu'en
hiver, mais les erreurs des conducteurs de locomotives seraient
minimum en hiver. En revanche, Testu (1979, 1982) et Beugnet-
Lambert (1985) mettent en évidence des rythmes hebdomadaires
de l'efficience en situation scolaire : le milieu de la semaine est
une période où les performances (épreuves de calcul, épreuves
de barrage, épreuves de reproduction de figures géométriques)
sont les meilleures. Pour ces deux auteurs, le lundi est le jour
d'efficience minimale. Beugnet-Lambert (1985) montre en outre
que ces effets du jour de la semaine diffèrent sensiblement chez
les sujets dépendants et indépendants du champ.
II. — LES RYTHMES PSYCHOLOGIQUES CIRCADIENS
Contrairement aux rythmes psychologiques infradiens et de
basse fréquence, les circadiens ont fait
l'objet de nombreuses études, chez l'homme. Toutefois les résul
tats sont encore très contradictoires pour des raisons déjà
évoquées : diversité des plans d'expérience et des tâches utilisées,
non prise en compte des caractéristiques individuelles des sujets.
On peut grossièrement regrouper ces travaux selon la dimension
psychologique explorée. Trois grands types d'épreuves psycho
logiques ont été utilisés :
1) Les épreuves nécessitant une attention soutenue (tâches
sensorimotrices, épreuves de barrage ou de surveillance,
temps de réaction simple ou à choix multiple...), c'est-à-dire
les tâches réclamant vitesse et précision : ces épreuves sont
souvent dénommées « tâches de vigilance » ;
2) Celles relatives à une activité de mémorisation de la part du
sujet (mémoire à court terme ou à long terme), c'est-à-dn 220 Pierre Leconte
des tâches nécessitant un traitement de l'information plus
ou moins élaboré ;
3) Celles enfin relatives à une activité cognitive plus complexe,
et que certains appellent « activités intellectuelles » (raisonn
ement logique, problèmes arithmétiques, syllogismes, etc.).
A / FLUCTUATIONS CIRCADIENNES DES CAPACITÉS D'ATTENTION
Dans plusieurs types de tâches de détection comme de barrer
les « E » dans un texte (Blake, 1967), trouver des zéros en carac
tère gras une page remplie de zéros minuscules (Hughes et
NOMBRE DE LIGNES
EXPLOREES
75 2 lettres
55
,37.0
.37.4
Illustration non autorisée à la diffusion
37.2
■37.0
.37.4
.37.2
32 . ,37.0
24 4 8 12 16 20 24 HHTCES
Fig. 2. — Rythme circadien de la performance (trait plein) et de la
température (trait pointillé) dans une épreuve d'attention de complexité
faible (deux lettres), moyenne (quatre lettres) et élevée (six lettres) (d'après
Folkard et Monk, 1979).
Circadian rhythm of performance (full line) and temperature (dotted
line) in an attention task with low (two letters), mean (four letters) and high
(six letters) complexity (from Folkard and Monk, 1979). de l'efficience cognitive 221 Ryihmiciiès
Folkard, 1976), chercher des matrices de quatre éléments parmi
des matrices de points (Klein, Wegmann et Hunt, 1972), trouver
des paires de lettres identiques dans des lignes de lettres (Fort
et Mills, 1976), la performance s'améliore au cours de la journée,
avec parfois un « creux méridien », pour se stabiliser en fin
de journée et commencer à décroître dans la soirée. Cette
évolution est parallèle à la courbe de température centrale
souvent utilisée comme témoin du niveau d'activité nerveuse de
l'organisme.
Dans les épreuves de temps de réaction simple, le même
phénomène est observé. Ainsi Pöppel, Aschoff et Giedke (1970),
montrent que dans des tâches de temps de réaction visuelle et
auditive, l'efficience est maximale entre 17 et 20 heures.
Toutefois, les choses sont loin d'être aussi simples que les
résultats présentés précédemment. Par exemple, Beugnet-
Lambert (1985) montre qu'en situation scolaire, les performances
en attention au cours de la journée varient différemment selon
le jour de la semaine, le moment de l'année et la typologie des
sujets (dépendants ou indépendants du champ). Folkard, Knauth,
Monk et Rutenfranz (1976), montrent que les variations circa-
diennes de l'attention sont fonction du degré de complexité de la
tâche. Si la performance suit la courbe de température rectale
pour une tâche de détection de deux lettres différentes dans un
ensemble de lettres, elle présente deux « pics » à 9 heures et
19 heures lorsque le sujet doit détecter 4 lettres, et elle est
inversée par rapport à la courbe de température lorsque la tâche
consiste à détecter 6 lettres. Dans cette épreuve toutefois, il faut
noter que la complexifîcation de la tâche introduit une compos
ante mnésique sur laquelle nous reviendrons.
Utilisant la théorie de la détection du signal (Green et
Swets, 1966) Craig, Wilkinson et Colquhoun (1981) montrent
que, dans une tâche de discrimination auditive, l'augmentation
de la fréquence des acceptations correctes et des fausses alarmes
au cours de la journée, s'explique par une baisse continue du cri
tère de décision du sujet.
Lancry (1986) a comparé l'évolution circadienne des perfo
rmances dans une tâche de temps de réaction à choix multiple à
celle de l' auto-estimation de la vigilance par l'échelle de Thayer
(1967). Il montre que ces deux courbes varient en sens inverse,
contredisant ainsi le modèle classique de Kleitman (1963). Mais
Lancry suggère, pour expliquer ce fait, l'existence d'une compo- Pierre Leconle 222
santé mnésique dans ce type de tâche (le sujet doit mémoriser
le code des réponses).
Les différences interindividuelles apparaissent importantes
dans l'analyse des rythmes circadiens de l'attention. Ainsi
Blake (1971) montre-t-il que, dans les tâches d'attention, les
sujets introvertis semblent être plus performants le matin que
les extravertis, la tendance inverse s'observant le soir.
La dimension matinalité-vespéralité (Hörne et östberg, 1977),
qui n'est pas sans lien avec la dimension introversion-extraversion,
modifie également les variations circadiennes de l'attention. Si
Akerstedt et Fröberg (1976) ne constatent aucune différence
entre les deux types de sujets dans une tâche de détection de
stimulus auditifs, Home, Brass et Pettitt (1980), montrent que
dans une tâche de temps de réaction ou de surveillance de
production simulée, les sujets matinaux ont une performance
qui diminue tout au long de la journée, tandis que les vespéraux
présentent une augmentation progressive de leurs performances
(dans ce dernier cas, il y a parallélisme avec la courbe de tempér
ature, alors que pour les matinaux, les deux courbes sont
inversées).
Beugnet-Lambert (1985) et Leconte (résultat non publié)
retrouvent un phénomène à peu près similaire avec la dimension
dépendance-indépendance à l'égard du champ. Dans une épreuve
de barrage de signes, les performances sont relativement stables
tout au long de la journée pour les indépendants du champ,
alors qu'elles diminuent sensiblement chez les dépendants du
champ. Beugnet-Lambert fait d'ailleurs l'hypothèse que les
dépendants du champ sont plutôt des sujets matinaux.
Enfin la connaissance des résultats par le sujet, et sans doute
même l'idée qu'il s'en fait !, modifie l'évolution circadienne de
la performance. Ainsi Blake (1971) montre que, dans une épreuve
de barrage de lettres, le score évolue peu au cours de la journée
dès que les sujets ont connaissance, en permanence, de leurs
résultats. Cet effet est d'ailleurs plus marqué chez les extravertis.
Ceci montre que, comme le souligne Alluisi (1972), une bonne
motivation diminue l'amplitude des variations circadiennes des
performances. Rythmicités de l'efficience cognitive 223
B / FLUCTUATIONS CIRCADIENNES DE LA MÉMOIRE
Ebbinghaus avait déjà remarqué que sa capacité à apprendre
des listes de syllabes non significatives variait selon le moment
de la journée. Gates (1916) montrait que la mémoire immédiate
était meilleure dans la matinée que dans l'après-midi, ce que
Blake retrouve en 1967. Depuis une dizaine d'années, de nom
breux travaux montrent que la capacité mnésique évolue au
cours de la journée mais que cette évolution est différente selon
que l'on demande au sujet de rappeler immédiatement ou avec
un long délai ce qu'il a appris. C'est principalement l'équipe de
Folkard qui a apporté le plus d'informations sur les rythmes
circadiens de la mémoire à court terme et de la mémoire à long
terme.
Folkard et al., en 1976, mettent en évidence un effet de la
complexité d'une tâche de barrage sur la fluctuation circadienne
de la performance. Dans cette épreuve (le sam : Search and
Memory), le sujet a à sa disposition une feuille remplie de lettres
de l'alphabet et doit détecter et barrer dans cet ensemble des
« cibles » dont le nombre peut varier d'une passation à l'autre
(2, 4 ou 6 lettres). Il est évident que plus le nombre de « cibles »
est important, plus le sujet a intérêt à mémoriser l'ensemble des
lettres à barrer. Cette tâche met donc en jeu une mémorisation
à court terme. Folkard et al. montrent que pour l'épreuve à
2 lettres, la corrélation avec la température corporelle est de .83
(significative à p< .001), tandis que pour l'épreuve à 6 lettres,
elle est de — .58, c'est-à-dire négative (significatif à p < .02).
Dans le premier cas, la performance est maximale l'après-midi,
dans le deuxième, elle est maximale le matin. Folkard interprète
ce résultat par la nécessité, dans l'épreuve de 6 lettres, d'opérer
un « traitement immédiat » de l'information afin de la mémoriser.
Dans une autre recherche, Folkard, Monk, Bradbury et
Rosenthall (1977), étudient la mémorisation d'un texte chez des
écoliers : le texte est lu pendant douze minutes, soit à 9 heures,
soit à 15 heures, puis un questionnaire à choix multiple est
proposé aux enfants, soit immédiatement après la lecture, soit
une semaine plus tard (dans ce cas, les enfants sont testés, soit
à la même heure de la journée que celle à laquelle la lecture a
été faite, soit à l'autre moment de la journée).
Les résultats confirment que le rappel immédiat (mémoire à
court terme) est meilleur le matin, tandis que la mémoire à long

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