Les processus attentionnelsPlan du cours sur l’attention   :

Introduction : fonctions et caractéristiques L’attention sélective

L’attention sélective auditive L’attention sélective visuelle Quelques troubles de l’attention visuelle sélective Mécanisme de la recherche visuelle

L’attention divisée (partagée) Les traitements automatiques et contrôlés

Attention, fonction exécutives et mémoire de travailCHAPITRE 1

Introduction  : fonctions et caractéristiques

Qu’est ce que l’attention ? Selon William James (1890) : « Tout le monde sait ce qu’est l’attention. C’est quand l’esprit prend

possession, sous une forme claire et active, d’un objet ou d’une pensée parmi plusieurs qui sont présent(e)s au même moment. La focalisation, la concentration et la conscience en sont l’essence. Elle implique le retrait de certaines choses pour mieux traiter d’autres choses. »

Cependant, selon Pashler (1998) « No one knows what attention is ».Variable psychologique inférée à partir :

Des modifications des performances perceptive, mnésique … et des comportements De l’expérience subjective.

L’attention est une fonction cognitive majeure qui intervient dans la régulation des comportements et de la vie mentale.Les fonctions de l’attention

Facilite la détection et la perception d’un stimulus. Facilite l’organisation de la pensée Facilite les performances de la mémoire James Recrute les traitements pertinents Préparation et gestion de l’action Gestion des capacités limitées de la cognitionCaractère multidimensionnel de l’attention L’attention n’est pas une fonction unitaire

Caractère multidimensionnel de l’attentionCaractéristiques de l’attention

Canal d’entrée Attention auditive (Quoi ? Où ?) Attention visuelle (Spatiale vs centrée sur l’Objet)

Direction (processus ascendants vs descendants) Champ (détection large vs attention sélective) Types d’attention (sélective/divisée…) Durée (brève vs soutenue) Types de contrôle (automatiques vs contrôlés) Effets cognitifs (facilitation vs inhibition) Coût cognitif (effort, charge mentale, ressources)

Composantes et types d’attention (Van Zomeren et Brouwer, 1994)

CHAPITRE 2 L’attention sélective

L’attention sélective sélectionne les informations pertinentes parmi les stimuli disponibles en filtrant (inhibant) les informations non pertinentes.

Le cerveau a une capacité limitée de traitements. Attention sélective :

économiser des traitements cognitifs réduire la charge sur les systèmes cognitifs

L’information sélectionnée est en rapport avec les buts et les attentes de l’individu. Distinction entre modèles de :

L’attention sélective auditive L’attention sélective visuelle

Modèles de l’attention sélective auditive Les informations auditives sont-elles sélectionnées par un filtre attentionnel ? Quel est la nature de ce filtre ? A quelle étape des traitements des informations auditives ce filtre agit-il ?

Le phénomène de « Cocktail Party » Colin Cherry (1953) : le problème de la « cocktail party ». Comment pouvons-nous suivre une seule conversation au milieu d’autres ?

Pour Cherry : Cette habileté implique d’utiliser les particularités physiques de la voix du locuteur : L’intensité Son sexe Sa localisation spatiale

Preuve : Cherry a présenté 2 messages avec la même voix difficultés à distinguer sur la base de significations différentes.

Tâche de filature (« Shadowing ») : Porter son attention sur un message particulier Cherry a développé une tâche de filature :

Un message auditif est diffusé et écouté (« filé ») par une oreille. Un second message auditif est diffusé (non écouté) à l’autre oreille.

Procédure de l’écoute dichotique : tâche de filature Résultats de Cherry :

Très peu d’informations semblent être extraites du 2ème message non écouté. Les auditeurs ne remarquent pas que le 2ème message est en langue étrangère ou est un

message inversé. En revanche, les changements physiques du message (par exemple, un changement de ton)

sont très souvent détectés. Ses conclusions :

Par exemple, la mémorisation de mots non filés (entendus, mais non écoutés) est très faible. Cette mémorisation reste très faible, même lorsque chaque mot a été présenté 35fois chacun

(Moray, 1959) Conclusion : Les informations auditives non filées (sans attention) ne reçoivent aucun

traitement.Broadbent (1958) : Expérience avec des chiffres à rapporter

Broadbent a proposé la tâche de mémoire « dichotique » suivante : 3 chiffres sont diffusés l’un après l’autre dans une oreille Alors qu’en même temps, 3 autres chiffres sont diffusés l’un après l’autre dans l’autre oreille.

Résultats : La plupart des participants choisissent de rappeler les chiffres entendus oreille par oreille

plutôt que paire de chiffres par paire de chiffres.Les théories du filtre D. Broadbent (82)Expérience « split-scan » avec des lettres à mémoriser

* Condition 1  : Rapporter les lettres dans n’importe quel ordre.Se rapportent toutes les lettres présentées à une oreille (MRW) et ensuite dans l’autre oreille (HSP), se rapportent 65%

* Condition 2  : Rapporter les paires de lettres dabs l’ordre de présentation de chaque paire aux oreilles, se rapportent 20%

Théorie de Broadbent (1958) : Deux stimuli présentés en même temps accèdent en parallèle dans un « buffer sensoriel » Un seul des stimuli est autorisé à traverser un filtre. Le filtre permet d’éviter la surcharge de traitement à capacité limitée.

Critiques de la théorie de Broadbent : Influence de la signification (d’une oreille à l’autre)

Ss « filent les messages diffusés à l’oreille gauche : Dear 7 Jane Messages diffusés à l’oreille droite : 9 Aunt 6 Rapport de filature : Dear Aunt Jane

Influence de la signification changeant d’une oreille à l’autre Détection du nom du sujet dans le message non filé Influence du degré de similarité entre les deux messages dur mémorisation du message non filé Influence de l’expérience (expérimenté/novice) dans la tâche de filature. Influence de la capacité de mémoire de travail.

Ré-évaluation de la théorie de Broadbent : Broadbent (1958) :

Hypothèse d’un filtre rigide des caractéristiques physiques Ne tient pas compte des résultats contradictoires.

Broadbent a modifié son modèle en reprenant l’hypothèse de Lachter et al. Lachter et al. (2004) font l’hypothèse d’un « glissement d’attention » (« slippage ») vers le message

non filé. Treisman : « Le filtre attentionnel peut avoir une fuite »

Expérience de Treisman (1960) Tâche de filature quelques mots rapportés sur le canal non surveillé :

Lorsque ces mots sont hautement probables Phénomène observé sur 6% des essais

Treisman a considéré que le filtre réduit ou atténue l’analyse de l’information non surveillée.Tâche dichotique de filature :

Les sujets basculent vers les parties de messages qui complètent la signification de la phrase.

Les éléments sémantiques du message non filé (non attentif) font m’objet d’une certaine analyse.

Evaluation de la Théorie de Treisman

La localisation du goulot d’étranglement est plus flexible qu’avec Broadbent (modèle intermédiaire). Sélection des informations est encore précoce, mais le filtre fuit :

L’information non surveillée arrive plus faiblement que l’information filée La sélection du message se ferait au niveau du processus d’analyse sémantique

Contrairement à la théorie de Broadbent, la théorie de Treisman rend compte du traitement partiel des informations non surveillées.

Modèle de Treisman : L’attention comme atténuateur

Théorie de Deutsch & Deutsch (1963) Rupture complète par rapport aux modèles précédents :

Une sélection tardive dans le traitement des informations. Le goulot d’étranglement des traitements est tardif, proche du système de réponse.

Tous les stimuli entrants sont complètements analysés. La sélection s’effectue après l’analyse des caractéristiques physiques et sémantiques des messages. Une seule réponse peut-être faite.

Expérience sur les processus d’apprentissage implicite (Corteen & Wood, 1976) Conditionnement du sujet à avoir peur lors de la diffusion de certains mots particuliers (nom de

villes : … Amsterdam…). Tâche de filature : présentation de ce mot sur le canal non filé. Mesure la R.E.D. Toutes les informations sont traitées sémantiquement mêmes si elles n’atteignent pas la conscience

(processus de mémoire implicite)Résultats contradictoires :

Psychologie cognitive : Plus de mots-cibles ont été détectés sur le message surveillé/non surveillé Neurophysiologie : expérience ne confirme pas cette théorie (Coch, Sanders et Neville)

CHAPITRE 3L’attention sélective visuelle

Au cours des 30 ans passés plus d’études sur l’attention visuelle que sur l’attention auditive.

La vision est la modalité sensorielle la plus importante plus de cortex consacré à la vision …

Le temps de présentation des stimuli visuels sont plus faciles à contrôler avec précision. Exploration d’une plus large gamme de problèmes théoriques sur les processus attentionnels

avec la modalité visuelle.Quelques questions importantes

Quels sont els systèmes importants impliqués dans l’attention sélective visuelle ? Quelle est l’étendue du champ attentionnel visuo-spatial ? Qu’est-ce qui est sélectionné par l’attention sélective visuelle (objet vs localisation) ? Qu’est ce qui arrive aux stimuli visuels non surveillés ? Etude des troubles visuels en relation avec l’attention visuelle. Mécanismes de la recherche visuelle

Quels sont les systèmes impliqués dans l’attention sélective visuelle Posner (1980) : 2 systèmes attentionnels Corbetta et Shulman (2002) : confirmations neurophysiologiques

Expérience de Posner (1980) Etude des déplacements de l’attention implicite (covert attention) vers une cible lumineuse présentée

soit à droit, soit à gauche du champ visuel. Le participant doit répondre le plus rapidement possible à l’apparition de la cible lumineuse

(présentée à gauche ou à droite, sans déplacer ses yeux fixation oculaire centrale) Un indice visuel est présenté, juste avant la présentation de la cible lumineuse :

Soit en position centrale : une flèche vers la gauche ou vers la droite attention endogène Soit en position périphérique : brève surbrillance d’un carré situé à gauche ou à droite du

point de fixation attention exogène. Indice visuo- spatiaux :

Valide : indique la localisation de la future cible lumineuse la plupart du temps. Non valide : indique une fausse localisation de la future cible quelques fois.

L’attention est capable de se déplacer si on lui donne un indice. Pour Posner (1980) il y aurait deux systèmes distincts :

Un système endogène : Ce système est contrôlé par les intentions de l’individu et ses attentes et est impliqué lorsque des indices centraux sont présentés. Une attention endogène est active, subjective, volontaire et dirigée par le sujet.

Un système exogène : Ce système déplace automatiquement l’attention quand les indices périphériques sont présentés. Une attention exogène est passive, automatique et dirigée par les événements..

Des indices ou des stimuli qui sont saillant ou différents d’autres stimuli (par la couleur, par le mouvement…) ont une grande probabilité d’attirer l’attention.

Corbetta et Shulman (2002) : Confirmation neurophysiologique de 2 systèmes attentionnels Système attentionnel descendant « dirigé par le but » : Goal-directed (top down attentional system)

Ce système est sous l’influence des attentes, des connaissances et des buts actuels du participant (cf : système endogène de Posner)

Il est activé lorsqu’on donne un indice prédisant l’endroit, le mouvement ou d’autres caractéristiques d’un stimulus visuel.

Activation du réseau dorsal- fronto- pariétal.

Système attentionnel ascendant « dirigé par le stimulus » : Stimulus-driven (bottom-up system) Ce système attentionnel est activé par un stimulus inattendu et potentiellement important

(similaire au système exogène de Posner). L’attention visuelle est redirigée vers ce nouveau stimulus (fonction de coupure du circuit de

l’attention en cours).

Activation du réseau de l’hémisphère droit ventral temporo pariétal.La plupart des patients ayant une hémi-négligence gauche auraient une lésion du système temporo-pariétal responsable de l’attention dirigée par le stimulus.Conclusion et limites

Existence d’un système endogène et d’un système exogène de l’attention sélective visuelle. Confirmation par la neuro-imagerie d’une séparation entre système ventral et système dorsal

de l’attention Confirmation avec patients hémi-négligeants.

Quelles sont les limites de cette théorie ? Comment interagissent ces 2 systèmes d’attention visuelle ? Ces 2 systèmes attentionnels sont impliqués ensemble dans les performances de nombreuses

tâches.Quelle est l’étendue et la répartition du champ attentionnel visuo-spatial ?

Modèle de l’attention comme un faisceau lumineux (Posner, 1980) Modèle de l’attention comme une lentille zoom (La Berge 1983 ; Eriksen et Yeh) Modèle de l’attention partagée comme des faisceaux multiples (Awh & Pashler) 

Modèle de l’attention comme un faisceau lumineux (Posner, 1980) Les items situés dans une petite partie du champ visuel peuvent être vus clairement et analysés. Faisceau attentionnel flexible qui peut-être redirigé pour se focaliser sur n’importe quel objet Possibilité de changements implicites (covert) du faisceau attentionnel.

Résultats en faveur de l’attention comme un faisceau lumineux Facilitation de l’attention sur une localisation spécifique

Lorsque l’objet cible apparait à la localisation déjà indicée T.R. sont plus rapides La recherche d’une lettre cible « U » et l’identification de son orientation sont meilleures

lorsque 2 lettres sont proches l’une de l’autre.Modèle de l’attention comme une lentille zoom (La Berge 1983 ; Eriksen et Yeh)

L’attention focalisée : Comparée à une lentille de zoom qui permet de régler à volonté l’étendue du faisceau

attentionnel. Possibilité d’augmenter ou diminuer le champ de l’attention focalisée

Exemple de la conduite automobile (étendue variable du champ attentionnel visuel en fonction de la route, du trafic …)

Les processus cognitifs impliqués dans une tâche peuvent affecter l’étendue spatiale de l’attention.Expérience de Laberge (1983) sur le zoom attentionnel 

Présentation d’un mot de 5 lettres, suivit d’une sonde (lettre). Cette sonde apparait la position spatiale de l’une des cinq lettres du mot.

La tâche consiste à détecter la sonde (lettre appartenait elle au mot présenté) > Mesure le temps de Réaction.

Condition 1 : L’attention du participant est attirée sur la lettre du milieu du mot de cinq lettre (en leur demandant de classer cette lettre) Fin pinceau attentionnel = zoom étroit.

Condition 2 : L’attention du participant concerne le mot entier large faisceau attentionnel = zoom large.

Laberge (1983) fait l’hypothèse : Avec un zoom étroit (attention à une lettre du milieu)

La sonde sera plus rapidement détectée quand elle tombe dans le faisceau attentionnel vs quand elle tombe en dehors.

Avec un zoom large (attention au mot)

Le temps de détection sera similaire, quelle que soir la position de la sonde. La sonde sera plus lentement détectée avec un zoom large qu’avec un zoom étroit.

Résultats en faveurs du modèle du zoom attentionnel.La taille du faisceau attentionnel peut s’adapter en fonction de l’exigence de la tâche.

Modèle de l’attention partagée « split attention » (Awh & Pashler, 2000) La théorie des projecteurs multiples considère que l’attention visuelle est encore plus flexible. Il y aurait la possibilité de fractionner notre attention sur au moins 2 régions non adjacentes de

l’espace. Selon Awh et Pashler cela permettrait d’épargner les ressources de traitements et d’éviter de

surveiller des régions peu pertinentes de l’espace.Expérience d’Awh & Pashler (2000)

Tâche  : Présentation d’une matrice 5 x 5 carreaux contenant 23 lettres et 2 chiffres Détecter 2 chiffres.

Deux indices indiquent la localisation des 2 chiffres dans la matrice, juste avant la présentation des lettres et des chiffres.

Hypothèses   : Si le modèle du zoom attentionnel est corrext, le chiffre apparaissant entre les deux endroits

indicés (condition « proche ») doit être détecté avec précision. Si l’attention partagée est possible, l’exactitude de la détection doit être faible pour cet «

endroit proche ».

Conclusions Pour la condition proche :

Le graphique montre une réduction de 60% dans l’exactitude de la détection de cibles Ce qui indique que le champ attentionnel peut se partager

Résumé du cours  Existence de 2 systèmes : endogène et exogène de l’attention visuelle sélective.

Critique  : Ces deux systèmes sont très souvent impliqués ensemble dans les performances de nombreuses tâches.

Caractéristiques de l’attention sélective visuelle. Faisceau attentionnel :

Zoom dynamique en fonction de la tâche : faisceau large ou étroit Possibilité d’une attention aprtagée.

Chapitre 4   : L’attention sélective Qu’est ce qui est sélectionné par l’attention sélective ?

Les expériences montrent que l’attention sélective visuelle concerne : Soit un objet, Soit une position de l’espace

L’attention focalisée sur l’objet L’attention visuelle semble souvent dirigée vers les objets plutôt que vers une région particulière de

l’espace. Neisser et Becklen (1975) ont surimposé 2 scènes se déplaçant l’une sur l’autre (du haut vers le

bas) : Consigne : Suivre avec l’attention une des 2 scènes Résultats : Les participants ont pu facilement suivre aves l’attention sélective, la scène

sélectionnée et ignorer l’autre scène.

Ces premiers résultats suggèrent que les objets constituent le principal foyer de l’attention.

Expérience de Egly, Driver, and Rafal (1994) Tâche :

Présentation d’un indice visuo-spatial, suivi par un stimulus cible. Détecter le plus rapidement possible le stimulus cible.

Indices : Valides (même localisation que la cible) Non valide (localisation différente de la cible ; cet indice pouvait être sur le même objet ou

sur un objet différent) Résultats :

Détection de la cible plus lente pour les indices non valides que pour les essais valides. Indices non valides : Détection de la cible plus lente lorsque l’indice est localisé sur un objet

différent que lorsqu’il est localisé sur le même objet. L’attention sélective est partiellement dirigée vers l’objet.O’Craven, Downing, and Kanwisher (1999)

Présentation de 2 stimuli (1 visage et 1 maison) se recouvrant avec un de ces deux stimuli se déplaçant légèrement.

Le participant doit surveiller : Soit la direction du mouvement du stimulus mobile Soit le stimulus stationnaire

Deux hypothèses : Si attention est dirigée sur la localisation spatiale surveillance des deux stimuli (car

présentés au même endroit) Si, l’attention est dirigée sur les objets traitement du stimulus surveillé plus complet que

celui du stimulus non surveillé.Activation spécifique des aires cérébrales

PPA : Aire parahippocampique qui est activée par des maisons. FFA : Aire fusiforme des visages activée par des visages.

Résultats Plus d’activation (IRMf) dans l’aire fusiforme des visages lorsque le stimulus visage est surveillé que

lorsqu’il n’est pas surveillé. Plus d’activation (IRMt) dans l’aire parahippocampique lorsque le stimulus maison est surveillé que

lorsqu’il n’est pas surveillé. L’attention plus orientée vers l’objet que vers la localisation.L’attention focalisée sur la localisation spatiale Expérience de Downing, Liu & Kanwisher (2001)

Premier temps : Présentation de 2 ovales (horizontale vs vertical) de couleurs différentes (rouge/ vert), situé à

gauche et à droite d’un point de fixation. Tâche attentionnelle Porter son attention et détecter l’orientation de l’ovale rouge ou vert

lorsqu’il est présenté. Second temps

D’une façon non prévisible, un visage et une maison (pas de consigne de porter attention) sont surimposés respectivement au même endroit que l’ovale surveillé et que l’ovale bon surveillé IRMf.

Résultats Activation cérébrale (IRMf) :

Plus importante avec le stimulus (visage ou maison) surimposé à l’emplacement attendu de l’ovale vs le stimulus surimposé à la localisation non attendue de l’ovale.

Dans cette tâche, l’attention est plus orientée sur la localisation spatiale que sur l’objet.

L’inhibition de retour (Posner et Cohen, 1984) L’inhibition de retour correspond à une réduction de la probabilité que l’attention visuelle retourne

sur une localisation ou sur un objet qui vient juste d’être surveillé. L’inhibition de retour réduit la possibilité de répéter immédiatement l’exploration du même lieu ou

du même objet. Biais cognitif favorisant l’attention sur :

Une nouvelle localisation ou Un nouvel objet.

a) Tâche expérimentale :Répondre aussi rapidement que possible lorsque la cible est détectée.SOA Durée variable entre l’indice et la cible (0 à 500 ms)

b) Résultats :SOA < 300ms : cibles avec localisations indicées sont plus rapidement détectées que les cibles avec localisations non indicées.SOA > 300ms : cibles avec localisations indicées sont moins rapidement détectées que les cibles abec localisations non indicées inhibition de retour.

Mécanismes de l’inhibition de retour Inhibition de retour appliquée aux localisations ou aux objets ?

L’inhibition de retour peut être dirigée vers les localisations ou vers les objets. List & Robertson (2007) suggèrent que l’inhibition de retour pour une localisation est plus

fort et plus stable que celle concernant qu’un objet. Quel(s) mécanisme(s) sous-tend (ent) l’inhibition de retour ?

Posner et Cohen (1984) : dû à l’inhibition des processus perceptifs et/ ou attentionnels Taylor and Klein (1998) : dû à l’inhibition des processus moteurs Prime and Ward (2004) : inhibition est un phénomène perceptif et n’intervient pas dans la

réponse motrice (enregistrement des PEV) Tian et Yao (2008) : processus d’inhibition sensorielle + processus d’inhibition de la réponse

(enregistrement des PEV)Résumé :

L’attention visuelle sélective peut-être dirigée, avec flexibilité, sur les objets ou sur les localisations. L’inhibition de retour correspond à une réduction de la probabilité que l’attention visuelle retourne

sur une localisation ou sur un objet qui vient juste d’être surveillé. Tout amène à penser que les buts ou les attentes de l’individu déterminent si l’attention visuelle doit

être focalisée sur l’objet ou sur la localisation …Qu’arrive-t-il aux stimuli non surveillés ?

Hypothèse : Les stimuli non surveillés recevraient moins de traitements que ceux sur lesquels se focalise toute l’attention.

La cécité attentionnelle (cécité par inattention) Simons & Chabris (1999)Wojciulik, Kanwisher et Driver (1998)

Tâche : Fixation centrale d’une croix, présentation simultanée (200ms) de 2 visages et 2 maisons Le sujet doit comparer 2 visages ou 2 maisons (attention implicite) Réponse « semblable » ou « différent ».

Condition de contrôle (situation simple) : Fixation d’un visage Activation sélective des FFA

Conditions expérimentales (tâche) :

L’activité des aires fusiformes du visage (FFA) est plus grande lorsque l’attention est dirigée sur les visages que lorsqu’elle ne l’est pas (maisons)

Importance de l’attention sur l’activation des FFA Ce pendant, il reste une certaine activité résiduelle dans les FFA lorsque l’attention n’est pas

orientée sur les visages. Deux hypothèses :

La susceptibilité à la distraction perceptive est plus grande lorsque la tâche implique une faible charge perceptive vs une forte charge perceptive.

La charge perceptive dépend de facteurs tels que le nombre de stimuli de la tâche perçue ou la demande de traitement de chaque stimulus.

Argument  : une charge perceptive élevée qui engage la pleine capacité des traitements pertinents ne laissera pas de capacité de réserve pour la perception des stimuli non pertinents à la tâche.

En résumé Il n’y a pas de relation simple entre la charge cognitive et la susceptibilité à la distraction … … car tout dépend de la nature de la charge « perceptive » ou « exécutive ».

Les troubles de l’attention visuelle Les études de cas individuels de lésion du cerveau peuvent contribuer à mieux connaitre les

processus attentionnels. Deux troubles de l’attention visuelle :

La négligence L’extinction

L’hémi négligence : Absence d’attention aux stimuli visuels présentés dans la partie de l’espace contralatérale à la lésion

du cerveau. Majorité des cas : lésion de l’hémisphère droit faible attention du côté gauche du champ visuel.

Eléments cliniques de l’hémi négligence Selon Driver et Vuilleumier (2001), les patients hémi négligents droits se comportent comme si la

moitié gauche de leur monde visuo-spatial n’existait pas : objets, individus, espace lointain ou proche ; pas de rasage du côté gauche.

Buxbaum et al (2004) a mis en évidence 12² patterns différents de déficits L’hémi négligence n’est pas un pattern simple.

Hémi négligence et attention Selon Corbetta et Shulman’s (2002)

Le système d’attention exogène (dirigé par les stimuli) serait endommagé chez les patiens négligents.

Selon Bartolomeo et Chokron (2002) Le mécanisme de base d’une hémi négligence gauche correspond à une déficience de

l’attention exogène (processus ascendants) concernant les stimuli situés à gauche … En revanche les processus de l’attention endogène (processus descendants) semblent être

préservés bien que ralentis du coté gauche.L’extinction

Echec à détecter un stimulus du côté opposé à la lésion cérébrale lorsqu’un autre stimulus est présenté du même côté que cette lésion.

Fortement handicapant dans la vie quotidienne car de nombreux stimuli visuels sont présents en même temps dans notre champs visuel.

Souvent diagnostiquée chez les patients souffrant de négligence.

Limites des études sur l’hémi négligence et l’extinction

La précision des symptômes et des régions de lésions cérébrales varient considérablement selon les patients hémi négligents.

Difficulté à produire un exposé théorique applicable à tous les patients. On constate que les patients ont des problèmes du côté du champ visuel contralatéral à la lésion.

Cependant, les patients négligents peuvent assez souvent traiter les stimuli du côté du champ visuel négligé, même s’ils n’ont pas conscience de ces stimuli.

Les processus de l’attention sont impliqués dans la négligence et de l’extinction, mais la nature précise des ces processus n’est pas établie.

Résumé : L’attention visuelle sélective peut être dirigée, avec flexibilité sur les objets ou localisations. L’inhibition de retour correspond à une réduction de la probabilité que l’attention visuelle retourne

sur une localisation ou sur un objet qui vient juste d’être surveillé. Les stimuli non surveillés reçoivent moins de traitements que ceux sur lesquels se focalise toute

l’attention. La susceptibilité à la distraction dépend de la « charge perceptive » et de la « charge exécutive » de

la tâche cognitive du cerveau. Les études de cas de lésion du cerveau peuvent contribuer à mieux connaitre les processus

attentionnels : L’hémi négligence L’extinction

Les habiletés attentionnelles

A partir des recherches sur les patients cérébrolésé, Posner et Petersen (1990) 3 composantes de l’orientation de l’attention visuelle :

Désengagement de l’attention en cours d’un stimulus (simultagnosie -> sans connaissance de la simultanéité)

Déplacement de l’attention (absence d’inhibition de retour) Engagement et rehaussement de l’attention (engagement et inhibition)

1. Désengagement de l’attention en cours sur un stimulus (simultagnosie) Les patients perçoivent et analysent normalement un objet isolé, mais on des difficultés lors de

l’exploration d’une scène visuelle. Ne peuvent percevoir qu’un seul objet à la fois

Incapable d’apprécier les rapports existants

Réseaux attentionnels de l’alerte, de l’orientation et du contrôle exécutif (Posner & Rothbart, 2007)

Troubles en relation avec les réseaux attentionnels (Rothbart & Posner, 2006)

Alerter (alerting) Vieillissement normal Trouble du déficit attentionnel

Orienter l’attention (orienting) Autisme

Contrôle Exécutif (executive control) Maladie d’Alzheimer Troubles de la personnalité « Borderline »

Schizophrénie Syndrome génétique de la délétion 22Q11 (1 cas sur 2000)

La Recherche Visuelle Sélection des informations dans l’environnement Processus d’orientation de l’attention visuelle (rehaussement ; inhibition)

Tâches de recherche visuelle Tâche de recherche visuelle active d’une cible :

Rechercher une cible parmi plusieurs distracteurs. Cible :

Item ou stimulus visuel recherché (but de la recherche visuelle) Identifié par un attribut ou une caractéristique (forme, couleur, taille, …)

Distracteurs : Autres items visuels autre que la cible visuelle.

Tâche expérimentale définie par variables indépendantes Taille série (Set Size) : nombre d’items dans l’image Type de cible (disjonctive vs conjonctive, …) Type de distracteurs/ cible Type de réponse (positive vs négative)

Variable dépendante enregistrée : Temps de réaction Précision des réponses Stratégies

Recherche d’une caractéristique (Feature search) : Cible disjonctive La cible se différencie des distracteurs par une seule caractéristique (couleur ou forme ou taille…) Phénomène de « pop out » : la cible saute aux yeux

Théorie de l’intégration des caractéristiques (Treisman & Gelade, 1980) Traitement dédié à la détection d’une seule caractéristique de la cible disjonctive :

Traitement parallèle (simultané), rapide, des stimuli distribués dans le champ visuel spatial (si cible présente pop-out de la cible

Traitement automatique, sans effort d’attention Pas d’effet du nombre d’items sur les TR Non (ou peu conscient) du processus de recherche Etape de traitement pré attentif

Recherche d’une cible conjonctive Les différentes caractéristiques de la cible sont partagées par les distracteurs La cible se différencie des distracteurs par une combinaison spécifique de 2 caractéristiques ou plus

(couleur et forme) La recherche visuelle : les attributs de la cible doivent être combinés Chaque item doit être examiné

Théorie de l’intégration des caractéristiques Traitements dédiés à une cible conjonctive :

L’attention focalisée (ou sélective) sur la cible requiert de détecter une intégration des caractéristiques (forme, couleur,…)

Traitement sériel et lent des items qui sont successivement examinés l’un après l’autre Effet du nombre d’items sur les TR

L’attention joue un rôle essentiel de « glue » assemblant les différentes caractéristiques en un objet unique.

Le modèle détaillé d’intégration des caractéristiques (FIT)

L’attention fournit une sorte de « glue » assemblant les caractéristiques en un objet L’attention ne peut assembler qu’un seul objet à la fois La combinaison des caractéristiques est influencée par les connaissances en MLT Acte conscient et délibéré Sans l’attention focalisée, les caractéristiques sont combinées au hasard, produisant des conjonctions

illusoiresLes conjonctions illusoires

Tendance à assembler différentes caractéristiques en un objet Conjonction illusoire Tâches expérimentales de conjonction illusoire :

Interrompre l’intégration en utilisant une présentation rapide avec un masque Causer une intégration erronée en présentant des items verbaux (lettres) pouvant former

d’autres mots. Neuropsychologie : patients cérébrolésé (lobe pariétal) conjonctions illusoires (même lorsque les

stimuli sont présentés durant 10s)Théorie de la similarité (Ducan & Humphreys, 1989, 1992)

Critique de la théorie de la FIT (Feature Integration Theorie) La recherche à partir d’un trait unique ou d’une conjonction de traits est conduite selon un même

mécanisme exécuté en parallèle. L’efficacité de la recherche visuelle (TR) dépendrait :

de la similarité entre cibles et distracteurs de la similarité entre distracteurs.

Résumé et critique de la FIT La vitesse de la recherche visuelle dépend :

du type de cible (conjonctive vs disjonctive) de la similarité des cibles/ distracteurs et de la similarité des distracteurs du nombre d’items du type d’essais (positif vs négatif)

Existence de 2 processus dans la recherche visuelle : parallèle et sériel : cependant, les récentes données de la neuro imagerie suggèrent un recouvrement important des zones du cerveau impliquées

Etape pré-attentive : différentes caractéristiques analysées séparément (processus parallèle) : cependant,

Les objets regroupés perceptivement sont sélectionnés ou rejetés ensemble (le groupement perceptif prendrait place avant le rehaussement attentionnel

Etape attention sélective : « glue attentionnelle » Quelques résultats ne peuvent pas être expliqués par la FIT

Chapitre 5   : L’attention divisée

Partage de l’attention sur deux tâches ou sur de multiples tâches effectuées simultanément. Plusieurs tâches différentes effectuées simultanément (informations + traitements + réponses. Exemple : écouter le cours, lire les diapositives, …Questions sur l’attention divisée ou partagée entre deux tâches distinctes

Paradigme de la double tâche : étude de l’interférence ? Les tâches effectuées simultanément entrainent-elles une diminution de leurs performances

respectives Effet de la pratique ?

La pratique améliore t’elle notre habileté à maintenir nos performances dans des doubles tâches ?

Effet de la difficulté des tâches ? La capacité à effectuer deux tâches simultanément est-elle aussi fonction de leur difficulté.

Le paradigme de la double tâche

Les participants effectuent simultanément deux tâches distinctes Etude de l’interférence entre tâches :

Hypothèse  : la performance pour une des deux tâches (ou pour les deux tâches) effectuées en même temps est inférieure à la performance de chaque tâche effectuée séparément.

Evaluation des réponses (participants)   : Temps de réponses Précision (nombre de réponses correctes) Stratégies

Exemples concernant la conduite automobile Doubles-tâches :

Conduire une voiture et simultanément téléphoner au volant parler aux passagers regarder les panneaux et les paysages sur les côtés de la route

Situations d’attentions divisées du conducteur : distraction de la conduite

Expérience de Strayer & Drews (2007)Distraction du conducteur lorsqu’il téléphone en conduisant.

Amplitude de la composante des PEV (ERP), qui est une manifestation des processus cognitifs de plus haut niveau (encodage mnésique…)

Réduite de 50% lorsque les participants utilisent un téléphone main-libre en conduisant.

Expérience de Cole, Kass, & Stanny (2007)

En résumé : la conversation téléphonique conduit à une cécité d’attention lors de la conduite du véhicule.

Les participants peuvent ne plus réagir à un signal d’arrêt Si les participants regardent un panneau, ils ne se souviennent plus de ce panneau Les participants manquent souvent les changements de directions Les conducteurs peuvent se perdre dans leur itinéraire routier.

Expérience de double tâche : Expérience de Posner et Boies (1971) Tâche principale : Tâche A Tache secondaire : Tâche B Effectuées simultanément.

Temps de réponses : Tâche A seule : 200 ms Tâche B seule : 200 ms Tâche A + B : 800 ms

Facteurs déterminants des performances à la double tâche

Trois facteurs déterminent les performances : Effet de la similitude des tâches Effet de la pratique Effet de la difficulté des tâches

Effets de la similitude des tâches Deux tâches peuvent être similaires dans

la modalité sensorielle des stimuli, le type de traitement cognitif les types de réponses demandées

Treisman et Davies (1973) : Deux tâches de surveillance interfèrent beaucoup plus entre les lorsque les stimuli des 2

tâches appartiennent à la même modalité sensorielle : visuel-visuel ou auditif-auditif vs visuel-auditif …

Segal et Fusella (1970) : Deux tâches simultanées

Tâche de détection visuelle ou auditive Tâche d’imagerie visuelle ou auditive

Détection (d’) de signaux visuels et auditifs en fonction de la modalité (visuelle ou auditive) de la tâche d’imagerie

Effets de la pratique Est-il possible d’améliorer la réalisation simultanée de 2 tâches grâce à une pratique intensive ? Hirst et Neisser (1976) ont organisé une pratique intensive (2 étudiants) de 2 tâches effectuées

simultanément : Plusieurs sessions de formations/semaine durant 4 mois pour les 2 tâches

Tâche A : lire et comprendre de courtes histoires Tâche B : écrire les mots d’une dictée

Au début : réalisation très difficile de ces 2 tâches simultanées Après 6 semaines : Tâche A devient aussi rapide lorsque TA + TB par rapport à TA effectuée

seule. Comment interpréter leurs résultats (critiques) ?

Développement de la flexibilité attentionnelle Apprentissage à alterner l’attention entre les 2 tâches (pas de réalisation simultanée)

Evaluation (uniquement) de la précision des réponses Mesure moins sensible à l’interférence que la vitesse de réponses.

Effets de la difficulté des tâches Sullivan (1976) a présenté en même temps :

Une tâche de filature d’un message sonore (répété à haute voix) Une tâche de détection des mots cibles dans un message.

Lorsque la tâche de poursuite était rendue plus difficiles (par un message sonore moins redondant) moins de mots cibles sont détectés.

La capacité à effectuer deux tâches simultanément est aussi fonction de la difficulté respective des ces tâches.

Hypothèses sur les effets de la double tâche : sur la diminution des performances

Comment expliquer que les niveaux de performance de 2 tâches sont plus faibles lorsque les tâches sont effectuées ensemble simultanément que lorsqu’elles sont effectuées séparément ?

Hypothèses théoriques : Ressource centrale partagée Resource divisée

Théories de l’attention comme ressource(s) Théories d’une ressource centrale

Une seule ressource attentionnelle partagée Théorie des ressources multiples

Existence de plusieurs ressources

Théorie de l’attention comme une capacité ou une ressource centraleThéorie de l’attention de Kahneman (1973)

Capacité centrale correspond à une ressource limitée par laquelle toutes les activités requérant de l’attention entrent en compétition.

Relation entre attention et effort. L’éveil peut augmenter les ressources de traitements capacité flexible de l’attention.

La quantité des ressources attentionnelles disponibles (capacité) varie en fonction du niveau d’éveil ou d’activation (arousal) :

Seuil d’activation + élevé Plus de ressources disponibles Mais, il y a relation en U-Inversé entre l’éveil et la performance (cf. Yerkes & Dobson, 1908)

Le choix de l’allocation de l’attention disponible lorsqu’on effectue des tâches multiples suit 3 règles :

Assurer la réalisation d’au moins une des 2 tâches Les dispositions durables correspondent à l’allocation involontaire de l’attention

Nouveauté de la situation, élément saillant (mouvement…), signification… Les Intentions momentanées reflètent nos buts spécifiques ou nos objectifs momentanées

Allouer l’attention conformément à ceux ciRelation en U-inversé entre l’éveil et la performance (Yerkes & Dobson, 1908)

Il y a une quantité maximum de ressources disponible seulement quand le niveau d’éveil est optimal pour la situation

La demande totale des tâches ne doit pas excéder la limite de la ressource disponible dégradation des performances.

Expérience de Bourke et al. (1996)

Hypothèse  : Ressource centrale limitée et interférence. Méthode  : Effectuer 2 tâches simultanément choisies parmi 4 tâches (aussi différentes que possible)

ayant une exigence différente en ressource centrale : Génération aléatoire (à haute voix, générer au hasard des lettres de l’alphabet) Apprentissage des prototypes : élaboration des traits caractéristiques de prototypes visuels a

parti d’exemplaires différents. Tâche manuelle : visser un écrou dans un sens et dans l’autre, puis visser un second écrou et

ainsi de suite… Tâche de tonalité : détecter l’apparition d’un son cible

Résultats (2 tâches)  : La tâche de génération aléatoire : la plus exigeante en ressource centrale, interfère le plus

avec chacune des autres tâches. La tâche de tonalité : la plus exigeante, interfère le moins avec chacune des autres tâches.

Double-tâche et activations cérébrales

Hypothèse  ; L’activation cérébrale en situation de double tâche devrait être égale à la somme des activations du cerveau pour chaque tâches effectuée séparément.

Just et al. (2001) : Imagerie cérébral en situation de double-tâche(Tâche auditive de compréhension de phrase + tâche visuo-spatiale de rotation mentale 3D)

Résultats   : Chaque tâche provoque une activation spécifique du cerveau (compréhension lobe

temporal, rotation mentale lobe pariétal) En double tâche, l’activation cérébrale est moindre que la somme des activations cérébrales

pour chacune des tâches effectuées seules sous additivité des activations (« underadditivity ») :

Qu’est ce que ces résultats signifient   ? La quantité d’activation que chaque tâche peut recevoir en situation de double tâche est

réduite par rapport à la condition d’une seule tâche Distribution d’une ressource centrale limitée (par exemple l’attention) sur deux tâches.

Critiques de la théorie d’une ressource centrale

Une simple re-description des résultats plutôt qu’une explication ? Les preuves de l’existence d’une capacité central ne clarifient pas le fonctionnement de cette capacité

centrale. Les effets d’interférence dans des situations de double tâche peuvent être expliqués par :

L’exigence des tâches sur la ressource centrale (Kahneman, 1973) La sélection de la réponse (Hegarrty et al., 2000) La similitude des tâches (Segal & Fusella, 1970)

Selon cette théorie, tous les participants utilisent les mêmes stratégies dans des situations de double tâche hypothèse fausse ?

Lehle, Steinhauser, Hubner et (2009) entrainement de participants à s’engager dans un traitement en série ou en parallèle lors de l’exécution de 2 tâches en même temps.

Théorie des ressources multiples

Mécanismes de traitement indépendants constituant des ressources multiples (alternative à une seule ressource centrale)

Chaque ressource (pool) a une capacité limitée Théorie qui permet d’expliquer pourquoi

22 tâches similaires rentrent en compétition pour les mêmes ressources spécifiques interférences importantes.

alors que les tâches impliquant des ressources différentes ne produisent pas d’interférence.

Modèle des ressources multiples de Wickens (1984)

3 étapes successives de ressources de traitements : Perception des stimuli avec leurs modalités (visuelle ou auditives…) et codes (spatial ou

verbal)

Encodage et traitement central impliquent des codes (spatial ou verbal) Système de réponse implique des répondes (manuelle ou vocale)

Deux hypothèses théoriques : Existence de plusieurs pools de ressources en fonction de distinctions entre étapes des

modalités, codes, encodage, traitement et réponses. Si deux tâches dont appel à des pools différents de ressources alors les participants peuvent

exécuter ces deux tâches sans interférence

Limites du modèle des ressources multiples

Il y a uniquement des entrées visuelles et auditives des stimuli (autres modalités ?) Perturbations de la performance, même lorsque deux tâches impliquent des modalités différentes Postulat de l’utilisation d’une seule stratégie stable lors de l’exécution des 2 tâches Pas de prise en compte des processus de niveau supérieur de coordination et d’organisation de la

charge mentale des tâches effectuées en même temps ?

Définition des fonctions exécutivesLes fonctions exécutives entrent en jeu lorsqu’une tâche requiert la mise en œuvre de processus contrôlés (vs processus automatiques)

Implication des processus attentionnels. Les fonctions exécutives correspondent à un ensemble de processus cognitifs dont la fonction

principale est de : faciliter l’adaptation du sujet aux exigences de situations complexes ou nouvelles. contrôler et réguler l’exécution des comportements.

Les fonctions exécutives sont fortement liées au lobe frontal, plus précisément au cortex préfrontal.

Pathologies des fonctions exécutives

Clinique  : syndrome frontal (le cas Phineas Gage) Troubles des fonctions exécutives :

troubles attentionnels et de la conscience difficultés d’inhibition et de flexibilité mentale. apathie, aboulie, persévération fléchissement intellectuel, difficultés mnésiques

modifications importantes du caractère et du comportement social impulsivité agressivité perte de contrôle

Attention et fonctions exécutives

Luria (66-73) : Différents rôles dans l’action et sa planification Norman et Shallice (1986), Shallice et Burgess (1998) : système attentionnel superviseur (SAS) Baddeley (1974, 1986, 1996, 2002) : administrateur central (CE) de la mémoire de travail. Myake (2000) : unité et diversité des fonctions exécutives.

Modèle du contrôle attentionnel de l’action : Norman & Shallice (1986)

Attention & mémoire de travail

Mémoire de travail (MDT) : système de stockages temporaires et de traitements impliqués dans la réalisation d’une tâche cognitive en cours.

Modèle de mémoire de travail (Baddeley, 1974,1986, 1996)

Fonctions de l’administrateur central dans la mémoire de travail (Baddeley, 1996)

Trois principales fonctions de l’administrateur central : Coordonner les informations en situation de doubles tâches Flexibilité mentale (shifting) : permet de passer d’une stratégie de récupération à une autre. Inhibition + attention sélective : faire attention de manière sélective à un stimulus et inhiber

l’effet distracteur de stimuli non pertinents Similitudes entres fonctions de l’administrateur central (CE) de la mémoire de travail et celles du

système attentionnel de suppression (SAS).

Modèle de Myake et al. (2000) : Unité et diversité des fonctions exécutives

Fonctions exécutives sont elles unitaires : Y a-t-il un mécanisme sous jacent unique ?

Etude des différences individuelles dans 3 fonctions essentielles : Flexibilité (shifting) Mise à jour en mémoire de travail Inhibition de réponses prépondérantes

Ces 3 fonctions exécutives sont séparables, mais modérément corrélées. La réalisation de doubles tâches n’est liée à aucune de ces 3 fonctions exécutives 4ème fonction exécutive ( ?) : coordination de tâches entre elles.

L’attention en tant que fonction exécutive

3 fonctions exécutives essentielles sont évaluées en neuropsychologie : La planification et l’exécution de comportements dirigés vers un but, comprend

l’élaboration, l’organisation, la mise en œuvre et l’évaluation de programmes d’actions (labyrinthe, tour de Londres…)

L’inhibition correspond à la mise à l’écart par le système cognitif d’événements (stimuli ou attributs) ou de réponses non pertinent(e)s (Test de Stroop, priming négatif, test de Hailing, Go-No Go …)

La flexibilité attentionnelle correspond à la capacité à passer d’un type de traitement de l’information à un autre de manière fluide et rapide (Test de Wisconsin Sorting Cards, Trail Making Test…)

La planification et l’exécution de comportements dirigés vers un but La Tour de Londres

élaboration organisation mise en œuvre évaluation de programmes d’action

La tâche du sujet est de disposer les boules se trouvant sur le support « départ » afin qu’elles occupent les mêmes positions que sur le support « arrivé ».

Le sujet doit suivre 4 règles : Il ne peut prendre qu’une seule boule à la fois Chaque boule sortie de sa tige doit être placée sur une tige avant de prendre la boule

suivante. Il ne peut pas y avoir plus de boules sur la tige que la hauteur de la tige Il faut résoudre le problème en faisant le moins de déplacements de boules possible

L’inhibition

Mise à l’écart, par le système cognitif d’événements (stimuli ou attributs) de réponses non pertinent(e)s.

Les mécanismes d’inhibition peuvent se distinguer selon le type de processus auquel ils s’appliquent moteurs ou cognitifs.

L’inhibition motrice renvoie à la capacité à contrôler son comportement afin d’inhiber des comportements moteurs automatiques (contrôle de l’impulsivité motrice TDAH : 3 à 5 %)

L’inhibition cognitive correspond au contrôle « mental » des informations que l’on traite suppression d’informations automatiques ou non

pertinentes pendant un traitement cognitif et/ou Inhibition de réponses compétitives pour résoudre une interférence

Test de Stroop (1935)

Négliger les informations non pertinentes et inhiber une réponse automatisée. Difficultés d’inhibition avec l’âge.

Types de lésions cérébrales et erreurs au test de Stroop Plus d’erreur avec des lésions frontales

Le paradigme de l’amorçage négatif L’amorçage négatif désigne le fait que le traitement est altéré lorsqu’il s’agit de reconnaitre une cible

qui a été présentée comme distracteur à l’essai précédent.La flexibilité attentionnelle

La flexibilité attentionnelle correspond à la capacité à passer d’un type de traitement de l’information à un autre de manière fluide et rapide :

Les tests : Wisconsin Card Sorting Test Trail Making Test Task-Set

Forte capacité de flexibilité Faible taux d’erreurs de persévérationWisconsin Card Sorting Test

Tâche : Catégoriser les cartes (4 tas) en changeant souvent de critères : Nombre d’items par carte (1 à 4) Couleur (Rouge ,vert, jaune, bleu) Forme (triangle, étoile, croix, rond)

Consigne : « Je vous demande d’assortir chacune de ces cartes… » « Chaque fois que vous me montrerez du doigt une des cartes, je vous dirai Oui ou Non. Si je vous dis Oui, vous devez conserver la même règle pour la carte suivante Si je vous dis Non, vous devrez changer de règles pour associer les cartes.

Processus automatiques vs controlés : Schneider et Shiffrin (1977)

On peut alterner ces deux processus.