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Test de rotation mentale dans un environnement virtuel

Test de rotation mentale dans un environnement virtuel

Parson et al. (2004) ont constaté que la différence de performance largement rapportée entre les sexes dans le test de rotation mentale stylo-papier ne pouvait pas être reproduite dans un environnement virtuel :

Il a été démontré que la capacité visuospatiale appelée rotation mentale produit l'une des différences sexuelles les plus importantes et les plus cohérentes, en faveur des hommes, dans la littérature cognitive. La présente étude utilise à la fois une version papier-crayon du test de rotation mentale (MRT) et un environnement virtuel pour étudier la capacité de rotation chez 44 sujets adultes. Les résultats reproduisent les différences entre les sexes traditionnellement observées sur les mesures papier-crayon, alors qu'aucun effet lié au sexe n'a été observé dans l'environnement virtuel. Ces résultats sont discutés en termes d'exigences de la tâche et d'implication motrice. Des différences entre les sexes ont également été observées dans les modèles de corrélations entre les tâches de rotation et d'autres mesures neuropsychologiques. Les résultats actuels suggèrent que les hommes peuvent s'appuyer davantage sur le traitement de l'hémisphère gauche que les femmes lorsqu'ils sont engagés dans des tâches de rotation.

Étant donné que la réalité virtuelle est beaucoup plus répandue, ce résultat a-t-il été reproduit ? Et/ou y a-t-il plus d'informations (disons à partir de la neuroimagerie) sur la différence entre le stylo et le papier et la version VR ?


J'ai trouvé une refonte assez récente de la rotation mentale "classique" de Foroughi et al (2015) qui reproduisait aussi les résultats "classiques" (contrairement à l'étude dans ma question) :

De nombreuses études ont trouvé des différences entre les sexes dans la capacité de rotation mentale chez les jeunes adultes lors des tests de rotation mentale sur papier et crayon (par exemple, Peters et al., 1995; Vandenberg & Kuse, 1978). Deux études précédentes n'ont pas été en mesure de reproduire ces résultats lors du test de la capacité de rotation mentale à l'intérieur d'un environnement virtuel (Parsons et al., 2004 ; Rizzo et al., 2001). Nous avons créé un nouveau test de rotation mentale virtuelle (VMRT) basé sur un test complet et validé de capacité de rotation mentale (MRT-A ; Peters et al., 1995) que 128 participants (79 femmes) ont complété en portant un Oculus Rift DK1. Nos données reproduisent les résultats précédents des tests papier-crayon de la capacité de rotation mentale : les hommes ont obtenu environ un écart-type plus élevé (d = 0,90) que les femmes.

Il convient de noter que l'étude de Parsons (et aussi de Rizzo, que je ne connaissais pas) utilisait toutes les deux ImmersaDesk 3D, mais plus important encore, elles différaient par leur méthodologie des "classiques" (stylo et papier) en ce sens que celles de Parsons ou La version de Rizzo n'était pas un test à choix multiples, mais juste un test de vitesse de rotation :

De plus, dans les deux études, un stimuli de base a été présenté puis remplacé par un stimuli de travail. La variable dépendante dans ces études était le temps nécessaire pour réussir la rotation des stimuli de travail pour correspondre correctement aux stimuli de base. Cependant, la plupart des tâches de rotation mentale traditionnelles montrant l'effet du genre utilisent un test basé sur la comparaison où un stimuli de base est présenté simultanément avec plusieurs stimuli de travail qui peuvent ou non correspondre aux stimuli de base. (par exemple, Peters et al., 1995; Vandenberg & Kuse, 1978). Dans ces études, les participants doivent ensuite identifier quels stimuli sont corrects (c'est-à-dire la précision).

Après avoir déclaré que leur résultat est en contraste avec celui de Parsons, ils commentent/répètent que

il existe de nombreuses raisons possibles pour les différences de résultats. Tout d'abord, nous avons répliqué un test complet et validé de rotation mentale (c'est-à-dire MRT-A). De plus, nous avons évalué notre test de précision tandis que Rizzo et ses collègues (2001) et Parsons et ses collègues (2004) ont mesuré le temps nécessaire pour faire pivoter un stimulus de travail pour correspondre à un stimuli de base. Deuxièmement, nous avons utilisé une technologie plus récente (c'est-à-dire Oculus Rift DK1) qui peut avoir eu une meilleure qualité ou fidélité facilitant les performances sur le test. Troisièmement, la génération de participants à notre étude peut être plus familière avec la technologie (par exemple, les téléphones intelligents, les tablettes, etc.) dans son ensemble maintenant que les technologies sont omniprésentes. Les recherches futures devraient viser à déterminer si les scores sur le VMRT sont prédictifs de la performance sur les tâches à l'intérieur de VE, à savoir les tâches exploitant la capacité spatiale. Par exemple, des études ont montré que les nouveaux chirurgiens bénéficient d'une formation VE simulée (par exemple, Seymour, 2008; Seymour et al., 2002). Des compétences visuospatiales sont nécessaires pour interagir avec succès et accomplir de telles tâches ; ainsi, il serait intéressant de déterminer si les scores sur le VMRT prédisent les performances sur une tâche de chirurgie simulée.

En d'autres termes, ils ont reproduit le résultat classique en s'en tenant plus fidèlement au paradigme classique (réponse à choix multiples) dans la version virtuelle. Mais on ne sait pas non plus comment cela affecte les compétences spatiales de la manière la plus habituelle dont elles sont utilisées dans un environnement virtuel.


Différence entre les sexes sur le test de compétence spatiale liée à la structure du cerveau

Les hommes surpassent systématiquement les femmes dans les tâches spatiales, y compris la rotation mentale, qui est la capacité d'identifier comment un objet 3D apparaîtrait s'il était tourné dans l'espace. Maintenant, une étude de l'Université de l'Iowa montre un lien entre cette capacité liée au sexe et la structure du lobe pariétal, la région du cerveau qui contrôle ce type de compétence.

Le lobe pariétal était déjà connu pour différer entre les hommes et les femmes, les lobes pariétaux des femmes ayant des cortex proportionnellement plus épais ou « matière grise ». Mais cette différence n'a jamais été liée à des différences de performances réelles au test de rotation mentale.

Les chercheurs de l'UI ont découvert qu'un cortex plus épais dans le lobe pariétal chez les femmes est associé à une capacité de rotation mentale plus faible et, dans une nouvelle découverte structurelle, que la surface du lobe pariétal est augmentée chez les hommes, par rapport aux femmes. De plus, chez l'homme, la plus grande surface du lobe pariétal est directement liée à une meilleure performance aux tâches de rotation mentale.

Les résultats de l'étude ont été publiés en ligne le 5 novembre par la revue Brain and Cognition.

"Des différences dans l'activation du lobe pariétal ont été observées dans d'autres études. Cette étude représente la première fois que nous établissons un lien entre des différences structurelles spécifiques dans le lobe pariétal et des performances liées au sexe lors d'un test de rotation mentale", a déclaré Tim Koscik, auteur principal de l'étude et un étudiant diplômé du programme d'études supérieures en neurosciences de l'Université de l'Iowa. "Il est important de noter que ce n'est pas que les femmes ne peuvent pas effectuer les tâches de rotation mentale, mais elles semblent les faire plus lentement, et ni les hommes ni les femmes ne les exécutent parfaitement."

L'étude était basée sur des tests de 76 volontaires sains de race blanche - 38 femmes et 38 hommes, tous droitiers à l'exception de deux hommes. Les groupes ont été appariés pour l'âge, l'éducation, le QI et l'éducation socio-économique. Lorsqu'ils ont été testés sur des tâches de rotation mentale, les hommes avaient en moyenne 66 pour cent de bons contre 53 pour cent de bons pour les femmes. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) a révélé une différence d'environ 10 % entre les hommes et les femmes dans la surface totale du lobe pariétal : 43 centimètres carrés pour les hommes et 40 centimètres carrés pour les femmes.

"Il est probable que la plus grande surface des lobes pariétaux des hommes entraîne une augmentation des colonnes fonctionnelles, qui sont l'unité de traitement dans le cortex", a déclaré Koscik. "Cela peut représenter une spécialisation pour certaines capacités spatiales chez les hommes."

Les résultats soulignent le fait que non seulement la structure du cerveau est différente entre les hommes et les femmes, mais aussi la façon dont le cerveau effectue une tâche est différente, a déclaré Peg Nopoulos, MD, co-auteur de l'étude et professeur de psychiatrie et de pédiatrie à l'Université de Collège de médecine de l'Iowa Carver.

"Une explication possible est que les différentes structures cérébrales permettent différentes stratégies utilisées par les hommes et les femmes. Alors que les hommes semblent capables de faire pivoter globalement un objet dans l'espace, les femmes semblent le faire au coup par coup. La stratégie est inefficace mais c'est peut-être l'approche qu'elles adoptent. besoin de prendre », a déclaré Nopoulos, qui est également psychiatre dans les hôpitaux et cliniques de l'Université de l'Iowa.

"La grande question reste de savoir s'il s'agit de la nature ou de l'éducation. D'une part, les garçons, par rapport aux filles, peuvent avoir des opportunités de cultiver cette compétence, mais si nous voyons finalement à la fois une forte performance et une différence structurelle du lobe pariétal chez les enfants, ce serait soutenir un effet biologique, pas seulement environnemental », a ajouté Nopoulos.

Source de l'histoire :

Matériel fourni par Université de l'Iowa. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.


Conclusion et orientations futures

Les preuves continuent de s'accumuler qui suggèrent qu'une expérience à la fois brève et étendue des jeux vidéo peut entraîner un large éventail d'améliorations cognitives qui peuvent se généraliser au-delà du contexte du jeu vidéo (voir les sections Coordination œil-main et temps de réaction, Visualisation spatiale, Attention visuospatiale, anticipation visuelle et stratégies de recherche visuelle, dynamique temporelle de l'attention sensorielle, attention exogène et endogène, changement de tâche, propriétés fondamentales du système visuel, perception visuelle et utilisation de preuves sensorielles, jeu vidéo comme intervention cognitive). Il existe cependant des préoccupations concernant les pratiques de recherche actuelles qui doivent être abordées (Boot et al., 2011) pour clarifier la validité des résultats actuels. En plus des préoccupations soulevées par Boot et al. les chercheurs devraient également surveiller les disparités entre les sexes dans leurs échantillons VGP et NVGP, évaluer sérieusement l'expertise de leur échantillon expert VGP et accorder une plus grande attention aux genres dans lesquels ils possèdent une expertise et qui sont utilisés dans les études de formation.

Malgré un corpus impressionnant de résultats, la recherche sur l'application pratique du jeu vidéo se limite à minimiser les effets du déclin cognitif chez les personnes âgées (voir la section Le jeu vidéo comme intervention cognitive). De plus, toutes ces études manquaient de conditions de contrôle adéquates, ce qui rend les résultats particulièrement difficiles à interpréter. Ceci est particulièrement surprenant car le potentiel du jeu vidéo à avoir un impact sur un si large éventail de domaines cognitifs semble offrir de nombreuses possibilités d'application pratique. Les futures recherches rigoureuses capables de déterminer si l'application du jeu vidéo peut endiguer le déclin cognitif chez les personnes âgées est une priorité élevée. Alternativement, les chercheurs pourraient viser à utiliser le jeu vidéo comme intervention pour atténuer les déficits cognitifs chez les populations de patients ou améliorer davantage les performances cognitives des populations spécialisées.

Les premières études de neuroimagerie (voir la section Neuroimagerie et jeu vidéo) ont commencé avec succès à examiner les corrélats neuronaux fonctionnels de l'amélioration des performances cognitives chez les VGP experts. Jusqu'à présent, seules la planification motrice, l'attention sélective et la recherche visuelle ont été évaluées. De futures recherches en neuroimagerie sont nécessaires pour évaluer les corrélats neuronaux fonctionnels de l'amélioration des performances cognitives. Il est également nécessaire d'étudier les changements structurels qui accompagnent l'expertise du jeu vidéo. Un essai longitudinal d'entraînement contrôlé randomisé qui incorporerait également une étude de neuro-imagerie serait une approche précieuse. Les recommandations visant à promouvoir les meilleures pratiques de recherche comportementale s'appliquent également à la neuroimagerie.

Les résultats de la section Propriétés fondamentales du système visuel, perception visuelle et utilisation des preuves sensorielles sont particulièrement intéressants car ils suggèrent que des éléments fondamentaux du système visuel peuvent être renforcés par l'expertise et le jeu vidéo. Les changements à ce niveau du système visuel sous-tendent potentiellement un large éventail d'améliorations des performances en aval présentées dans cette revue, telles que la visualisation spatiale (section Visualisation spatiale), l'attention visuospatiale (section Attention visuospatiale), la recherche visuelle (section Anticipation visuelle et stratégies de recherche visuelle ) et les jugements d'ordre temporel (section Dynamiques temporelles de l'attention sensorielle). Malheureusement, nous savons encore peu en quoi le jeu vidéo, autre que la pratique, permet de façonner les éléments essentiels du système visuel. Répondre à cette question peut également expliquer pourquoi le jeu vidéo a le potentiel de générer un si large éventail d'améliorations généralisées. Comprendre les mécanismes qui sous-tendent comment l'expertise en jeux vidéo donne lieu à tant d'améliorations peut conduire à une application efficace et ciblée du jeu vidéo (et d'autres formes d'interventions liées à l'expertise) à la fois dans les milieux éducatifs et cliniques, et plus généralement permettre les individus à prendre des décisions plus éclairées sur les utilisations potentielles de leur temps libre.


Test de rotation mentale dans un environnement virtuel - Psychologie

Il s'agit d'un référentiel pour une application Web contenant une expérience psychologique que j'ai menée pour mon mémoire de maîtrise, afin d'explorer les compétences cognitives et la cohésion d'équipe chez les joueurs de League of Legends. L'expérience se compose d'un consentement éclairé, d'une enquête pour obtenir des informations démographiques, de deux questionnaires, de quatre tâches cognitives et d'une page de fin pour les commentaires et les réactions. Si vous voulez voir l'expérience « en action », vous pouvez visiter leagueoflegends.web-psychometrics.com, et si vous souhaitez parcourir l'article que j'ai écrit, vous pouvez le faire ici.

La structure complète de l'expérience est la suivante :

  1. Page de destination - consentement éclairé
  2. Éléments démographiques
  3. Questionnaire sur l'environnement de groupe
  4. Indice de charge des tâches de la NASA
  5. Tâche Eriksen Flanker
  6. Tâche de rotation mentale en deux dimensions
  7. Tâche de portée spatiale
  8. Tour de Londres
  9. Terminer la page

Toutes les parties individuelles des expériences ont leurs propres vues, sous le dossier views, avec les extensions .ejs (j'ai utilisé le moteur de modèle EJS car il fonctionne bien avec le HTML brut).

L'expérience et son but

Le but de l'expérience était d'explorer le rôle des compétences cognitives dans la prédiction des performances des joueurs dans différents styles de jeu dans League of Legends - un jeu d'arène de combat en ligne multijoueur. De plus, je me suis intéressé à la perception des joueurs de leur charge de travail pendant le jeu et à la façon dont la cohésion d'équipe est liée à la performance dans les équipes.

Instruments et leur mise en œuvre

L'expérience se compose de deux questionnaires et de quatre tâches cognitives. De plus, il y a un consentement éclairé, expliquant le but et la structure de l'étude avec des instructions générales, suivi d'une enquête sur des éléments démographiques, tels que le nom du joueur, la région, le niveau, les classements, le nom de l'équipe, etc. Après les tâches cognitives, il y a une page de finition demandant si les participants aimeraient être contactés avec les résultats de l'étude.

Les questionnaires ont été construits à l'aide d'un plugin Likert modifié pour JsPsych - une bibliothèque JavaScript pour créer des expériences Web. Tous les plugins jsPsych utilisés pour la batterie de test se trouvent dans public/scripts/plugins.

Le Questionnaire Environnement Groupe

Le Group Environment Questionnaire (GEQ) a été choisi comme mesure de la cohésion de groupe car il est bien établi avec une longue histoire d'utilisation en psychologie du sport et en recherche de groupe, avec des preuves récentes suggérant une validité factorielle à plusieurs niveaux adéquate (Fletcher & Whitton, 2014). Un instrument de la psychologie du sport a été préféré à ceux de la psychologie organisationnelle, car les entretiens avec les joueurs ont indiqué que les éléments destinés aux équipes sportives étaient considérés comme plus pertinents pour leur expérience de jeu. La satisfaction des joueurs avec l'instrument a conduit à la décision de ne pas développer un nouvel instrument à cet effet, mais plutôt d'essayer de réutiliser le GEQ. Les éléments ont été légèrement modifiés pour correspondre au contexte des jeux virtuels (par exemple en utilisant le mot « joueurs » au lieu de « athlètes »), et les éléments modifiés peuvent être trouvés à l'annexe 1. La qualité de l'ajustement d'un inventaire de psychologie du sport pour le but de cette étude est quelque chose qui devrait être pris en compte dans l'interprétation des résultats de cette étude.

Le GEQ est une mesure générale, plutôt que spécifique à une situation, de la cohésion dans les équipes sportives. Il se compose des quatre sous-échelles suivantes formant un modèle de cohésion à quatre facteurs (Brawley, Carron, & Widmeyer, 1987) :

  • Group Integration-Social (GI-S) conceptualise l'évaluation par un membre de l'équipe de la proximité, de la similitude et des liens du groupe en tant qu'unité sociale - par exemple, "les membres de notre équipe ne se serrent pas les coudes en dehors des entraînements et des jeux".
  • Group Integration-Task (GI-T) conceptualise l'évaluation par le membre de la proximité, de la similitude et des liens du groupe autour de la tâche du groupe - par exemple, "notre équipe est unie pour essayer d'atteindre ses objectifs de performance".
  • Attractions individuelles au groupe-social (ATG-S) conceptualise les notions du membre des interactions sociales et de l'acceptation personnelle au sein de l'équipe, par exemple « certains de mes meilleurs amis sont dans cette équipe ».
  • Attractions individuelles pour le groupe-tâche (ATG-T) conceptualise les sentiments d'un membre concernant l'implication personnelle liée aux objectifs communs et à la productivité du groupe - par exemple, "Je n'aime pas le style de jeu dans cette équipe".

L'inventaire de charge de tâche de la NASA (TLX) a été sélectionné comme un inventaire de charge de tâche court bien établi avec de bonnes caractéristiques métriques (Hart & Staveland, 1988 Hart, 2006). L'instrument se composait à l'origine de deux parties. Dans la première partie, six sous-échelles sont présentées sur une seule page, avec la description suivante de chacune des échelles :

  1. Demande mentale : quelle quantité d'activité mentale et perceptive était requise ? La tâche était-elle facile ou exigeante, simple ou complexe ?
  2. Exigence physique : Quelle quantité d'activité physique était requise ? La tâche était-elle facile ou exigeante, molle ou ardue ?
  3. Demande temporelle : Quelle pression de temps avez-vous ressentie en raison du rythme auquel les tâches ou les éléments de tâche se sont déroulés ? Le rythme était-il lent ou rapide ?
  4. Performance : Dans quelle mesure avez-vous réussi à exécuter la tâche ? Dans quelle mesure avez-vous été satisfait de votre performance ?
  5. Frustration : À quel point vous êtes-vous senti irrité, stressé et ennuyé par rapport au contenu, à la détente et à la complaisance pendant la tâche ?
  6. Effort : À quel point avez-vous dû travailler (mentalement et physiquement) pour atteindre votre niveau de performance ?

Les éléments sont évalués sur une plage de 100 points avec des incréments de 5 points. Dans la version originale, la deuxième partie de l'inventaire crée une pondération individuelle par importance pour chacune des six sous-échelles en invitant les sujets à comparer les catégories par paires en fonction de leur importance perçue pour la charge de travail. Les charges de tâches estimées sont ensuite pondérées en fonction de leur importance. La version utilisée pour cette étude, cependant, ne comprend que la première partie du test original, sans les comparaisons par paires. Cette modification a été effectuée pour simplifier la conception de l'étude, avec des preuves indiquant que cette procédure (appelée Raw TLX) est aussi sensible que l'instrument d'origine (Hart, 2006).

La tâche de flanker Eriksen a été composée à l'aide du plug-in jsPsych-categorize pour les essais d'entraînement et du plug-in jsPsych-single-stim pour les essais eux-mêmes.

La tâche Flanker utilisée pour cette expérience a été programmée à peu près de manière similaire à la tâche Flanker dans la bibliothèque PEBL (Mueller & Piper, 2014), qui était basée sur Stins, Polderman, Boomsma et deGeus (2007). Au cours de la tâche, le participant se voit présenter des images de cinq flèches d'affilée.Leur tâche est d'appuyer sur la touche fléchée correspondant à la direction de la flèche du milieu, qui pointe soit dans la même direction que les flèches qui la flanquent (un essai congruent) ou dans la direction opposée (essai incongru).

Les mesures obtenues sur la tâche Flanker sont la vitesse et la précision de réponse aux essais congruents ou incongrus. La différence entre le temps de réponse dans les essais corrects congruents et incongrus est une mesure approximative de la fonction exécutive, car elle indique la force de l'effet d'interférence.

Tâche de rotation mentale en deux dimensions

La tâche de rotation mentale a été composée à l'aide d'un nouveau plugin que j'ai écrit pour jsPsych qui permet la comparaison par choix forcé de deux stimuli (jspsych-two-stim). La tâche contenait trois types de stimuli bidimensionnels. Le stimulus A consistait en une longue ligne, perpendiculairement coupée par deux courtes. Les stimulus B et C étaient similaires au stimulus A, sauf qu'ils avaient respectivement une et deux lignes diagonales ajoutées. Au cours de la tâche, les participants ont reçu une version non tournée du stimulus cible et une version du stimulus qui était soit une version identique ou en miroir de la cible, et pivotée de 0, 60, 120, 180, 240 ou 300 degrés. Les deux images étaient affichées côte à côte et le stimulus cible était affiché au hasard sur le côté gauche ou droit. Le participant a été chargé d'évaluer aussi rapidement et précisément que possible, si l'image pivotée était identique ou une image miroir de la cible, et d'appuyer sur Q si elles étaient identiques et P si miroir.

Plusieurs mesures cognitives peuvent être extraites des résultats de la tâche de rotation mentale, comparant la précision et les temps de réponse à différentes complexités de stimulus dans des conditions en miroir par rapport à des conditions identiques à différents degrés de rotation.

L'étendue spatiale est un test cognitif permettant d'évaluer la mémoire de travail visuospatiale d'une personne, en tant qu'étendue numérique maximale des éléments spatiaux rappelés dans une séquence bidimensionnelle. La version ici a été écrite comme une expérience autonome sans jsPsych, et elle a été programmée de manière similaire à celle d'Owen et Hampshire (n.d.) comme une variante de la tâche de tapotement de bloc de Corsi (Corsi, 1972). Les stimuli étaient affichés sous forme de rectangles clignotants dans une matrice quatre fois quatre d'éléments rectangulaires. Une fois le stimulus généré, le participant devait cliquer sur les cases dans le même ordre dans lequel elles clignotaient. Le premier stimulus avait une longueur de quatre blocs, la difficulté de l'essai était réduite après deux échecs sur la même longueur de stimulus et augmentée après la réussite. La tâche a été achevée après quatre échecs.

La Tour de Londres (une tâche qui évalue les compétences en planification et en résolution de problèmes) utilise également le plugin jsPsych-categorize. Il se compose de vingt-deux paires d'images. La première image, l'image A, affiche un point de départ avec trois piquets de longueurs différentes et de trois boules de couleurs différentes, et l'image B affiche un point d'arrivée avec une disposition finale. Le participant a été invité à évaluer le plus petit nombre de mouvements qu'il pouvait utiliser pour passer de la disposition de l'image A à la disposition de l'image B, et de répondre en appuyant sur la touche correspondante du clavier. Les mouvements requis pour les essais variaient entre un et six.

Vous êtes libre d'utiliser certaines parties de l'expérience à vos propres fins, avec la citation suivante :

Pöllänen, T. (2014). Testez la batterie de tâches cognitives basées sur JavaScript. Dépôt Github. Extrait de https://github.com/tuuleh/masters-battery.

Notez que vous pouvez changer le style dans l'expérience en modifiant simplement le CSS (à moins que vous n'appréciiez vraiment l'art du jeu League of Legends).

Comment mettre en place l'expérience

Pour exécuter l'expérience localement, forkez le référentiel et configurez une base de données MySQL locale à partir de thesis_database.sql. Ensuite, écrivez un fichier appelé database.json dans votre dossier racine (où se trouve votre app.js), avec la structure suivante :

Il s'agit d'une application node.js, vous devrez donc configurer node.js et son gestionnaire de packages sur votre ordinateur. Une fois que vous les avez configurés, vous installez les dépendances en vous rendant dans le répertoire racine et en tapant npm install dans votre terminal. Le gestionnaire de packages installera automatiquement les dépendances décrites dans le package.json :

Vous pouvez démarrer l'application localement en tapant node app.js dans le dossier racine. Cela démarrera l'application sur le port 3000, vous pourrez donc accéder à la page via localhost:3000.

Carron, A.V., Widmeyer, W.N., & Brawley, L.R. (1985). Le développement d'un instrument d'évaluation de la cohésion dans les équipes sportives : le Group Environment Questionnaire. Journal de psychologie du sport, 7, 244-266.

Fletcher, R. B. & amp Whitton, S. M. (2014). Le questionnaire sur l'environnement de groupe : une analyse factorielle confirmatoire à plusieurs niveaux. Recherche en petit groupe, 45(1), 68-88. doi: 10.1177/1046496413511121

Hart, S.G. & Staveland, L.E. (1988). Développement de NASA-TLX (Task Load Index) : Résultats de recherches empiriques et théoriques. Dans : Human Mental Workload (P. A. Hancock et N. Meshkati (Eds.)), 139-183. Hollande du Nord : Elsevier Science.

Hart, S. (2006). Indice de charge Nasa-Task (Nasa-TLX) 20 ans plus tard. Compte rendu de la réunion annuelle de la Human Factors and Ergonomics Society, 50, 904-908.

Mueller, S.T., & Piper, B.J. (2014). Le langage de construction d'expériences psychologiques (PEBL) et la batterie de tests PEBL. Journal des méthodes de neuroscience (222), 250-259.

Stins, J.F., Polderman, T.J.C., Boomsma, D.I., & de Geus, E.J.C. (2007). Précision conditionnelle dans les tâches d'interférence de réponse : preuves de la tâche de flanker d'Eriksen et de la tâche de conflit spatial. Avancées en psychologie cognitive 3 (3), 389-396.

Corsi, P.M. (1972), La mémoire humaine et la région temporale médiale du cerveau, Thèse de doctorat non publiée. Université McGill.

Owen, A. M. & Hampshire, A. (n.d.). Spatial span ladder [logiciel pour les tests en ligne basés sur le Web]. Cambridge Brain Sciences Inc, Université de Western Ontario, Canada. Extrait de http://www.cambridgebrainsciences.com/browse/memory/test/spatial-span-ladder.


A propos de l'auteur

Barney Beins est professeur de psychologie au Ithaca College, où il enseigne depuis 1986. Sa bourse comprend des études sur l'humour et la bourse de l'enseignement et de l'apprentissage. Au cours de sa carrière, il a écrit ou édité plus de 30 livres, manuels d'instruction et encyclopédies, et plus de 130 articles arbitrés, chapitres de livres, entrées d'encyclopédie, critiques et commentaires.

Ses livres incluent "The Worth Expert Guide to Scientific Literacy: Thinking Like a Psychological Scientist" (avec Ken Keith Worth Publishing), "Research Methods: A Tool for Life" (Cambridge University Press, 4e éd.), "Research Methods and Statistics " (avec Maureen McCarthy Cambridge, 2e éd.), "APA Style Simplified" (Wiley-Blackwell), "Effective Writing in Psychology" (avec Agatha Beins Wiley-Blackwell, 2e éd.), "Successful Research Projects" (Sage) . Il a également été rédacteur en chef du « Student Handbook of Psychology » en sept volumes (Facts on File), pour lequel il a écrit un volume (Méthodes et mesures) et co-écrit un deuxième (Apprentissage et cognition).

Il a reçu en 2010 le prix Charles L. Brewer Distinguished Teaching Award de l'American Psychological Foundation. Il est membre de l'Association for Psychological Science APA Divs. 1 (Société de psychologie générale), 2 (Société pour l'enseignement de la psychologie, STP), 3 (Société de psychologie expérimentale) et 52 (Société de psychologie internationale), l'Eastern Psychological Association et la New England Psychological Association.


Avoir un co-jumeau masculin améliore les performances de rotation mentale chez les femmes

Avoir un frère ou une sœur, en particulier un jumeau, a un impact sur votre vie. Votre jumeau est peut-être votre meilleur ami ou votre plus grand rival, mais tout au long de la vie, vous vous influencez mutuellement. Cependant, une étude récente publiée dans Sciences psychologiques, un journal de l'Association for Psychological Science, montre qu'avoir un jumeau de sexe opposé peut avoir un impact sur vous avant même votre naissance : les femmes avec un co-jumeau masculin ont un score plus élevé sur la tâche de rotation mentale que les femmes avec un co-jumeau féminin.

Les hommes, dès l'âge de trois mois, surpassent les femmes dans les tâches de rotation mentale, des tests qui nécessitent la rotation d'objets tridimensionnels dans l'espace mental. La testostérone a été suggérée pour expliquer, au moins partiellement, les différences entre les sexes dans cette tâche, ce qui suggère que les femmes exposées à des niveaux plus élevés de testostérone prénatale peuvent avoir de meilleurs résultats que les femmes ayant des niveaux inférieurs de testostérone.

Eero Vuoksimaa de l'Université d'Helsinki et ses co-auteurs ont évalué la possible masculinisation prénatale de la capacité spatiale chez les femmes avec un co-jumeau masculin. "Des études antérieures ont testé la masculinisation possible des femmes avec un co-jumeau masculin, mais les mesures de ces études n'ont pas toujours été idéales", explique Vuoksimaa. "Si la masculinisation prénatale se produit chez les jumelles de paires de sexe opposé, on s'attendrait à ce qu'elle soit plus évidente dans les comportements liés aux niveaux de testostérone et montre un avantage masculin important et robuste, comme la tâche de rotation mentale."

Pour l'étude, les scores des tâches de rotation mentale entre les jumeaux de paires de même sexe et de sexe opposé ont été comparés. Il n'est pas surprenant que les hommes aient obtenu des scores plus élevés que les femmes, mais les femmes avec un co-jumeau masculin ont obtenu des scores plus élevés que les femmes avec un co-jumeau féminin. En revanche, il n'y avait aucune différence dans la performance de la tâche de rotation mentale des hommes de paires de sexe opposé et de même sexe.

Pour les femmes ayant un frère jumeau, déterminer si les différences de performances sont dues à une exposition prénatale à la testostérone ou à leur tendance à s'engager dans des activités plus masculines n'est toujours pas clair. "Bien que nos résultats soient cohérents avec l'hypothèse de la masculinisation prénatale", explique Vuoksimaa, "les filles qui grandissent avec un frère jumeau vivent un monde social différent de celui des filles qui grandissent avec une sœur jumelle. Nous ne pouvons pas exclure les effets de la socialisation après la naissance."

Cependant, les psychologues scientifiques ont inclus une tâche de jeu informatique dans leur étude, un indicateur possible des effets de la pratique. "Il est intéressant de noter que l'expérience de jeu sur ordinateur n'était pas liée aux performances du test de rotation mentale dans notre étude", explique Vuoksimaa. Cela suggère que les résultats ne sont pas entièrement expliqués par l'environnement postnatal, mais la voie de la masculinisation de la capacité de rotation mentale reste inconnue. "Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour démêler les origines de la masculinisation des performances de rotation mentale chez les femmes avec un co-jumeau masculin."


Questions de genre dans l'utilisation des environnements virtuels

Des différences entre les sexes dans les performances cognitives et comportementales ont été rapportées dans toute la littérature psychologique. Par conséquent, les différences entre les sexes doivent être prises en compte et contrôlées lorsque la recherche cognitive est menée dans des environnements virtuels (EV). Ces variables peuvent inclure des différences liées au sexe dans les performances cognitives, la susceptibilité aux cybermalaises et l'impact des hormones sexuelles sur la cognition. Ces questions sont abordées dans le contexte d'une récente étude VE de la capacité visuospatiale appelée rotation mentale. Le test de rotation mentale (TRM), une mesure papier-crayon, s'est avéré produire l'une des plus grandes différences entre les sexes dans la littérature cognitive. Les résultats du TRM sont en faveur des hommes. Cependant, les résultats rapportés à partir d'un test de rotation spatiale en réalité virtuelle (VRSR) ne démontrent aucune différence entre les sexes lorsque les sujets étaient capables de manipuler manuellement les stimuli dans un EV. Une analyse plus approfondie révèle des différences entre les sexes dans les modèles d'associations entre les tâches verbales et spatiales et les performances sur VRSR. Les résultats sont discutés en termes de facteurs de dimensionnalité et de latéralisation hémisphérique.


Résumé

Les compétences de traitement spatial sont une composante importante du développement cognitif. Il a été démontré qu'il existe de nombreux étudiants qui, en raison de leurs différences de perception, pourraient utiliser une aide pour développer des concepts et des relations spatiaux grâce à l'expérience dans des environnements d'apprentissage alternatifs multi-perceptifs. La réalité virtuelle a un potentiel en tant que cadre d'apprentissage multi-perceptuel et expérientiel. Cette étude évalue l'effet de la conception et de l'expérience d'un monde virtuel en tant que méthode d'amélioration des compétences en traitement spatial et en tant qu'aide au développement cognitif. Un groupe de dix enfants atteints de troubles neurologiques âgés de 12 à 14 ans a participé à un cours intensif de réalité virtuelle d'une semaine à la fin de leur programme scolaire d'été régulier. Ces enfants ont été sélectionnés parce qu'ils avaient tous des difficultés de traitement spatial affectant leurs performances scolaires ainsi que leur vie quotidienne. Tous ont été pré-testés pour la capacité de traitement spatial à l'aide de l'Inventaire des tâches de développement de Piaget (IPDT). Pendant le cours, un logiciel de conception 3D a été utilisé pour développer des « pièces de puzzle », qui ont été combinées en un tout cohérent à la fin de la semaine. Le « monde du puzzle » qui en a résulté a été vécu par chacun des enfants à la fin de la classe, après quoi huit des dix ont été à nouveau testés sur l'IPDT. En plus du post-test, des entretiens personnels ont été menés. Un bilatéral t test indique que l'effet du cours d'une semaine était significatif, t = 5.16, df = 7, p < .001. Les scores moyens se sont améliorés pour le groupe, à partir d'une moyenne pré-test de (M = 45,00), à une moyenne post-test de (M = 49,75). Ces résultats étaient cohérents avec l'hypothèse selon laquelle une classe de traitement 3D intensive aboutissant à une expérience virtuelle peut améliorer les compétences de traitement spatial. La formation intensive peut avoir encouragé ces enfants à envisager les problèmes spatiaux d'une manière qu'ils n'avaient jamais connue auparavant, et peut avoir créé une compréhension spatiale plus profonde grâce à la possibilité de manipuler directement des objets et de naviguer dans un environnement 3D. Cette compréhension plus approfondie pourrait avoir contribué à des scores de test plus élevés.


Les différences sexuelles dans la capacité de rotation mentale sont une conséquence de la procédure et de l'artificialité des stimuli

La rotation mentale est un processus cognitif qui consiste à effectuer des rotations sur des images ou des objets visuels, ce qui a joué un rôle important dans le passé évolutif des humains. Les différences entre les sexes dans la capacité de rotation mentale ont été largement évaluées à l'aide du test de rotation mentale de Vandenberg et Kuse (1978). Ce test produit des scores systématiquement plus élevés pour les hommes que pour les femmes, ce qui a conduit de nombreux chercheurs à conclure que les hommes ont une capacité de rotation mentale supérieure. Les causes de cette différence entre les sexes ont été largement débattues et les recherches restent peu concluantes. Divers chercheurs ont contesté la légitimité de cet avantage masculin en étudiant les facteurs modérateurs qui font partie du processus d'évaluation. Ici, nous montrons, à travers l'utilisation de photographies et de modèles tridimensionnels, que la forme des stimuli peut éliminer la différence entre les sexes. Nos résultats suggèrent que la différence entre les sexes trouvée sur ce test n'est pas due à un avantage masculin dans la capacité spatiale, mais est un artefact des stimuli.

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Le but de la présente étude était de rechercher des preuves que la rotation mentale est accomplie en transformant une représentation conservée dans la mémoire visuelle à court terme (VSTM). Afin d'atteindre cet objectif, nous avons utilisé la négativité controlatérale postérieure soutenue (SPCN), un indice électrophysiologique du maintien de l'information dans VSTM. Nous avons émis l'hypothèse que si la rotation mentale est accomplie en transformant une représentation conservée dans VSTM, la durée pendant laquelle cette représentation est conservée dans VSTM devrait être liée au degré auquel la représentation doit être tournée pour atteindre l'orientation souhaitée. Par conséquent, le SPCN devrait se décaler à des latences progressivement plus longues à mesure que le degré de rotation requis augmente. Nous avons testé cette prédiction dans deux expériences utilisant des caractères alphanumériques tournés. L'expérience 1 a utilisé une tâche de discrimination normale par rapport au miroir qui est connue pour nécessiter une rotation mentale. L'expérience 2 a utilisé une discrimination lettre contre chiffre, une tâche qui ne nécessite pas de rotation mentale. Dans l'expérience 1, la latence de décalage de l'onde SPCN augmentait avec l'augmentation de l'angle de rotation de la cible. Cet effet indique que les cibles ont été maintenues dans VSTM pendant des durées plus longues à mesure que l'angle de rotation augmentait. L'expérience 2 a révélé que l'orientation de la cible n'affectait pas la latence de décalage SPCN lorsque les sujets n'adoptaient pas de stratégie de rotation mentale, confirmant que les effets sur les effets de latence SPCN observés dans l'expérience 1 n'étaient pas dus à la simple présentation de motifs tournés. Ainsi, ces deux expériences fournissent des preuves claires que la rotation mentale implique des représentations maintenues dans VSTM.

Dans l'environnement naturel, les observateurs sont souvent amenés à porter des jugements perceptifs sur des objets ou des formes vus à partir d'une variété de points de vue. On sait depuis longtemps que l'effet de l'orientation cible dépend de la nature du jugement perceptif effectué (Jolicoeur, 1985, 1990 McMullen & Jolicoeur, 1990 Corballis, 1988 Jolicoeur & Kosslyn, 1983). L'orientation de la cible a un effet particulièrement dramatique sur les performances lorsque les observateurs doivent faire la distinction entre une forme et son image miroir. Shepard et ses collègues ont démontré que le temps nécessaire pour faire un tel jugement de parité miroir-normal augmente avec l'angle de rotation entre deux formes (Shepard & Metzler, 1971) ou entre une forme et son orientation verticale normale (Cooper & Shepard, 1973). Cet effet de l'orientation de la cible est maintenant connu sous le nom de rotation mentale effet (pour une revue générale, voir Shepard & Cooper, 1982).

A l'heure actuelle, les mécanismes neurocognitifs qui sous-tendent la rotation mentale ne sont pas précisément précisés. Le terme rotation mentale est dérivé du récit initial fourni par Shepard et ses collègues. Selon ce compte, avant d'essayer de porter un jugement de parité, les observateurs forment une représentation visuelle interne de la forme perçue, puis transforment l'image interne en la faisant pivoter de manière analogique à travers des positions intermédiaires jusqu'à ce qu'elle atteigne l'orientation verticale habituelle (voir Shepard & Cooper, 1982). Plus récemment, il a été proposé qu'il existe au moins deux mécanismes distincts qui peuvent être utilisés pour faire tourner mentalement la représentation interne des objets, et ces stratégies peuvent être adoptées volontairement (Kosslyn, Thompson, Wraga, & Alpert, 2001 Kosslyn, DiGirolamo, Thompson, & Alpert, 1998). Une stratégie est visuelle et peut être évoquée en imaginant l'objet en rotation en réponse à une force invisible. La seconde stratégie est associée à l'activité du cortex moteur et peut être évoquée en imaginant la saisie et la rotation manuelle de l'objet.

Bien que les comptes rendus analogiques de la rotation mentale qui impliquent l'imagerie mentale aient été très influents, ils ne sont pas universellement acceptés. Contrairement aux comptes rendus analogiques, il a été proposé que la rotation mentale puisse s'appuyer sur des structures de données propositionnelles (par exemple, Pylyshyn, 1979 Anderson, 1978). Selon les comptes rendus propositionnels, les processus sous-jacents à la rotation mentale sont pénétrables sur le plan cognitif et opèrent en effectuant des transformations computationnelles sur des représentations abstraites du stimulus.Contrairement aux comptes analogiques, les étapes intermédiaires de la transformation n'ont pas besoin d'avoir une correspondance un à un avec les étapes intermédiaires de la rotation externe d'un objet.

Depuis plus de trois décennies, la recherche sur la rotation mentale a joué un rôle influent dans le développement théorique et le débat sur la cognition et l'imagerie visuelles. Pendant ce temps, les chercheurs ont appliqué une grande variété de méthodologies expérimentales à l'étude de la rotation mentale, y compris des mesures comportementales, des ERP et des techniques de neuroimagerie.

Les premières études sur l'utilisation des ERP pour étudier la rotation mentale ont révélé que l'amplitude du P3 pariétal évoqué par les personnages tournés était inversement proportionnelle à l'angle de rotation du personnage cible par rapport à l'orientation verticale normale (Perronet & Farah, 1989 Wijers, Otten, Feenstra , Mulder, & Mulder, 1989). Perronet et Farah (1989) et Wijers et al. (1989) ont proposé que les différences d'amplitude P3 provenaient d'une superposition du P3 avec une onde lente négative qui augmentait en amplitude avec l'angle de rotation de la cible. Des recherches ultérieures ont fourni des preuves solides que l'effet d'amplitude pariétale est un corrélat électrophysiologique des processus cérébraux sous-jacents à la rotation mentale (pour une revue, voir Heil, 2002). L'effet d'amplitude pariétale s'est avéré utile dans les études chronométriques de la rotation mentale (par exemple, Heil, 2002 Heil & Rolke, 2002). Cependant, les processus exacts indexés par cet effet et leur origine neuronale n'ont pas encore été identifiés.

De nombreuses études ont utilisé l'IRMf et la TEP pour étudier les mécanismes neuronaux sous-jacents à la rotation mentale. Bien qu'il existe plusieurs foyers d'activité cérébrale qui ont été associés à plusieurs reprises à la rotation mentale, il existe une variabilité considérable entre les résultats des études de neuroimagerie disponibles. Étant donné que ces études ont utilisé un large éventail de tâches expérimentales et de contrôle, les causes exactes de la variation des résultats entre les études n'ont pas encore été identifiées. Récemment, Zacks (2008) a effectué une revue et une méta-analyse de 32 études de neuroimagerie par IRMf et TEP. Cette analyse a révélé que la rotation mentale est associée de manière fiable à l'activité dans les aires pariétales, occipitales et frontales, ainsi que dans le cortex moteur primaire et l'aire motrice supplémentaire du sillon précentral. L'implication du cortex pariétal dans les tâches de rotation mentale est également étayée par des preuves à la fois TMS (Feredoes & Sachdev, 2006 Harris & Miniussi, 2003) et neuropsychologiques (Dittunno & Mann, 1990). L'implication du cortex moteur dans la rotation mentale est également étayée par des preuves issues d'études utilisant le TMS (Eisenegger, Herwig, & Jäncke, 2007 Tomasino, Borroni, Isaja, & Rumiati, 2005 Ganis, Keenan, Kosslyn, & Pascual-Leone, 2000). Cependant, l'implication du cortex moteur dans la rotation mentale peut dépendre de l'adoption par l'individu d'une stratégie motrice (Kosslyn et al., 1998, 2001).

Bien que la preuve en neuro-imagerie que la rotation mentale soit associée à l'activité cérébrale dans les zones visuelles spatialement cartographiées du cortex occipital et pariétal soit informative, la nature exacte de la représentation de l'objet visuel utilisée par les processus responsables de la rotation mentale reste inconnue. Le but de la présente étude est de rechercher des preuves que la rotation mentale est accomplie en utilisant des représentations stockées dans la mémoire visuelle à court terme (VSTM). Afin d'atteindre cet objectif, nous avons utilisé un composant ERP, que nous appelons la négativité controlatérale postérieure soutenue (SPCN Jolicoeur, Sessa, Dell'Acqua, & Robitaille, 2006a, 2006b). Un nombre croissant de preuves, examinées ci-dessous, soutient l'hypothèse selon laquelle le SPCN reflète l'activité neuronale spécifiquement liée à la maintenance des informations stockées dans VSTM. Le SPCN est observé suite à l'encodage de stimuli visuels présentés latéralement. Afin d'éviter les effets de confusion des différences de stimulus de faible niveau, les stimuli cibles dans un champ visuel sont présentés avec un ensemble équivalent de stimuli distracteurs dans l'autre champ visuel. Le SPCN est observé comme un ERP relativement plus négatif aux électrodes postérieures controlatérales au champ visuel codé (par exemple, la tension est plus négative à l'électrode PO8 qu'à PO7 pour les stimuli codés à partir du champ visuel gauche).

Le SPCN a été proposé pour la première fois comme un indice d'activité cérébrale liée au stockage d'informations dans VSTM par Klaver, Talsma, Wijers, Heinze et Mulder (1999), qu'ils ont décrit comme une onde lente négative controlatérale. Ce point de vue a été fortement soutenu par les travaux de McCollough, Machizawa et Vogel (200) et Vogel et Machizawa (2004). Dans ces études, un repère visuel central a dirigé les participants à coder les stimuli apparaissant dans le champ visuel gauche ou droit. Un affichage cible composé de formes de stimulus simples a ensuite été présenté pendant 100 ms. Après un intervalle de rétention de 900 ms, un autre ensemble de stimuli a été présenté et les participants ont décidé si le deuxième ensemble était ou non le même que le premier dans l'hémichamp codé. Pendant l'intervalle de rétention, commençant à environ 300 ms à partir du début de la matrice mémoire, un effet SPCN a été observé. Il est important de noter que l'amplitude de la différence de tension entre les électrodes controlatérales et ipsilatérales augmentait à mesure que le nombre d'éléments cibles augmentait, atteignant un maximum lorsque le nombre de stimuli à coder égalait ou dépassait la capacité estimée de VSTM (sujet par sujet). Vogel & Machizawa, 2004 voir aussi Perron et al., 2009). De plus, la différence de tension était plus petite sur les essais de réponse incorrects par rapport aux essais corrects, ce qui suggère que cette activité contribue à des performances précises. Dans les variantes de la tâche de clignement attentionnel nécessitant le traitement de cibles visuelles latéralisées, on observe également un SPCN qui covarie avec la précision de la tâche (par exemple, Dell'Acqua, Sessa, Jolicoeur, & Robitaille, 2006 Jolicoeur et al., 2006a, 2006b ).

Le SPCN est également observé dans les tâches qui ne nécessitent pas le maintien d'informations visuelles sur un intervalle de rétention prolongé, y compris les tâches qui nécessitent une réponse accélérée. Conformément à la proposition selon laquelle VSTM est utilisé comme tampon de traitement intermédiaire lorsqu'une analyse fine de stimuli brièvement présentés est requise (par exemple, Bravo & Nakayama, 1992), le SPCN est observé dans les tâches de discrimination (Jolicoeur, Brisson, & Robitaille, 2008 Brisson & Jolicoeur, 2007a, 2007b Mazza, Turatto, Umilta, & Eimer, 2007), mais pas dans les tâches de localisation (McDonald, Hickey, Green, & Whitman, 2009 Mazza et al., 2007). De plus, les distracteurs non pertinents à ignorer qui captent involontairement l'attention suscitent un N2pc mais pas un SPCN (Leblanc, Prime, & Jolicoeur, 2008), indiquant que le SPCN n'est observé que lorsque les stimuli sont activement codés. Récemment, Jolicoeur et al. (2008) ont démontré que l'amplitude du SPCN observé dans une tâche nécessitant une réponse immédiate était sensible à la charge mémoire. Dans cette étude, des stimuli identiques ont été utilisés dans toutes les conditions, et la charge de mémoire a été manipulée par des instructions pour coder et répondre à un ou deux stimuli. Conformément aux études précédentes qui utilisaient des tâches de mémoire VSTM conventionnelles (par exemple, Vogel & Machizawa, 2004), l'amplitude du SPCN augmentait à mesure que la charge mémoire augmentait. Le fait que l'amplitude du SPCN soit sensible à la charge de mémoire dans les tâches de mémoire traditionnelles et les tâches sans intervalle de rétention, combiné au fait que les distributions de scalp SPCN observées dans ces deux types de tâches correspondent étroitement (par exemple, Jolicoeur et al., 2008 McCollough et al., 2007), indiquent que le SPCN indexe les mêmes processus dans les deux types de tâches.

Dans le contexte d'un paradigme à double tâche nécessitant deux réponses accélérées, Brisson et Jolicoeur (2007a, 2007b) ont constaté que l'apparition du SPCN pouvait être retardée par une interférence simultanée de la double tâche (ce qu'on appelle l'effet de période réfractaire psychologique). Ces résultats suggèrent que des études examinant l'évolution temporelle détaillée du SPCN pourraient révéler quand l'information entre dans VSTM (en mesurant les temps d'apparition) et quand l'information n'est plus maintenue dans VSTM (en mesurant les temps de décalage). En effet, Perron et al. (2009) ont montré que le SPCN revient à la ligne de base plus tard lorsque la sonde de mémoire est présentée plus tard, suggérant que les représentations conservées dans VSTM sont supprimées quelque temps après que les informations critiques ne sont plus nécessaires.


Différence entre les sexes sur le test de compétence spatiale liée à la structure du cerveau

Les hommes surpassent systématiquement les femmes dans les tâches spatiales, y compris la rotation mentale, qui est la capacité d'identifier comment un objet 3D apparaîtrait s'il était tourné dans l'espace. Maintenant, une étude de l'Université de l'Iowa montre un lien entre cette capacité liée au sexe et la structure du lobe pariétal, la région du cerveau qui contrôle ce type de compétence.

Le lobe pariétal était déjà connu pour différer entre les hommes et les femmes, les lobes pariétaux des femmes ayant des cortex proportionnellement plus épais ou « matière grise ». Mais cette différence n'a jamais été liée à des différences de performances réelles au test de rotation mentale.

Les chercheurs de l'UI ont découvert qu'un cortex plus épais dans le lobe pariétal chez les femmes est associé à une capacité de rotation mentale plus faible et, dans une nouvelle découverte structurelle, que la surface du lobe pariétal est augmentée chez les hommes, par rapport aux femmes. De plus, chez l'homme, la plus grande surface du lobe pariétal est directement liée à une meilleure performance aux tâches de rotation mentale.

Les résultats de l'étude ont été publiés en ligne le 5 novembre par la revue Brain and Cognition.

"Des différences dans l'activation du lobe pariétal ont été observées dans d'autres études. Cette étude représente la première fois que nous établissons un lien entre des différences structurelles spécifiques dans le lobe pariétal et des performances liées au sexe lors d'un test de rotation mentale", a déclaré Tim Koscik, auteur principal de l'étude et un étudiant diplômé du programme d'études supérieures en neurosciences de l'Université de l'Iowa. "Il est important de noter que ce n'est pas que les femmes ne peuvent pas effectuer les tâches de rotation mentale, mais elles semblent les faire plus lentement, et ni les hommes ni les femmes ne les exécutent parfaitement."

L'étude était basée sur des tests de 76 volontaires sains de race blanche - 38 femmes et 38 hommes, tous droitiers à l'exception de deux hommes. Les groupes ont été appariés pour l'âge, l'éducation, le QI et l'éducation socio-économique. Lorsqu'ils ont été testés sur des tâches de rotation mentale, les hommes avaient en moyenne 66 pour cent de bons contre 53 pour cent de bons pour les femmes. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) a révélé une différence d'environ 10 % entre les hommes et les femmes dans la surface totale du lobe pariétal : 43 centimètres carrés pour les hommes et 40 centimètres carrés pour les femmes.

"Il est probable que la plus grande surface des lobes pariétaux des hommes entraîne une augmentation des colonnes fonctionnelles, qui sont l'unité de traitement dans le cortex", a déclaré Koscik. "Cela peut représenter une spécialisation pour certaines capacités spatiales chez les hommes."

Les résultats soulignent le fait que non seulement la structure du cerveau est différente entre les hommes et les femmes, mais aussi la façon dont le cerveau effectue une tâche est différente, a déclaré Peg Nopoulos, MD, co-auteur de l'étude et professeur de psychiatrie et de pédiatrie à l'Université de Collège de médecine de l'Iowa Carver.

"Une explication possible est que les différentes structures cérébrales permettent différentes stratégies utilisées par les hommes et les femmes. Alors que les hommes semblent capables de faire pivoter globalement un objet dans l'espace, les femmes semblent le faire au coup par coup. La stratégie est inefficace mais c'est peut-être l'approche qu'elles adoptent. besoin de prendre », a déclaré Nopoulos, qui est également psychiatre dans les hôpitaux et cliniques de l'Université de l'Iowa.

"La grande question reste de savoir s'il s'agit de la nature ou de l'éducation. D'une part, les garçons, par rapport aux filles, peuvent avoir des opportunités de cultiver cette compétence, mais si nous voyons finalement à la fois une forte performance et une différence structurelle du lobe pariétal chez les enfants, ce serait soutenir un effet biologique, pas seulement environnemental », a ajouté Nopoulos.

Source de l'histoire :

Matériel fourni par Université de l'Iowa. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.


Le but de la présente étude était de rechercher des preuves que la rotation mentale est accomplie en transformant une représentation conservée dans la mémoire visuelle à court terme (VSTM). Afin d'atteindre cet objectif, nous avons utilisé la négativité controlatérale postérieure soutenue (SPCN), un indice électrophysiologique du maintien de l'information dans VSTM. Nous avons émis l'hypothèse que si la rotation mentale est accomplie en transformant une représentation conservée dans VSTM, la durée pendant laquelle cette représentation est conservée dans VSTM devrait être liée au degré auquel la représentation doit être tournée pour atteindre l'orientation souhaitée. Par conséquent, le SPCN devrait se décaler à des latences progressivement plus longues à mesure que le degré de rotation requis augmente. Nous avons testé cette prédiction dans deux expériences utilisant des caractères alphanumériques tournés. L'expérience 1 a utilisé une tâche de discrimination normale par rapport au miroir qui est connue pour nécessiter une rotation mentale. L'expérience 2 a utilisé une discrimination lettre contre chiffre, une tâche qui ne nécessite pas de rotation mentale. Dans l'expérience 1, la latence de décalage de l'onde SPCN augmentait avec l'augmentation de l'angle de rotation de la cible. Cet effet indique que les cibles ont été maintenues dans VSTM pendant des durées plus longues à mesure que l'angle de rotation augmentait. L'expérience 2 a révélé que l'orientation de la cible n'affectait pas la latence de décalage SPCN lorsque les sujets n'adoptaient pas de stratégie de rotation mentale, confirmant que les effets sur les effets de latence SPCN observés dans l'expérience 1 n'étaient pas dus à la simple présentation de motifs tournés. Ainsi, ces deux expériences fournissent des preuves claires que la rotation mentale implique des représentations maintenues dans VSTM.

Dans l'environnement naturel, les observateurs sont souvent amenés à porter des jugements perceptifs sur des objets ou des formes vus à partir d'une variété de points de vue. On sait depuis longtemps que l'effet de l'orientation cible dépend de la nature du jugement perceptif effectué (Jolicoeur, 1985, 1990 McMullen & Jolicoeur, 1990 Corballis, 1988 Jolicoeur & Kosslyn, 1983). L'orientation de la cible a un effet particulièrement dramatique sur les performances lorsque les observateurs doivent faire la distinction entre une forme et son image miroir. Shepard et ses collègues ont démontré que le temps nécessaire pour faire un tel jugement de parité miroir-normal augmente avec l'angle de rotation entre deux formes (Shepard & Metzler, 1971) ou entre une forme et son orientation verticale normale (Cooper & Shepard, 1973). Cet effet de l'orientation de la cible est maintenant connu sous le nom de rotation mentale effet (pour une revue générale, voir Shepard & Cooper, 1982).

A l'heure actuelle, les mécanismes neurocognitifs qui sous-tendent la rotation mentale ne sont pas précisément précisés. Le terme rotation mentale est dérivé du récit initial fourni par Shepard et ses collègues. Selon ce compte, avant d'essayer de porter un jugement de parité, les observateurs forment une représentation visuelle interne de la forme perçue, puis transforment l'image interne en la faisant pivoter de manière analogique à travers des positions intermédiaires jusqu'à ce qu'elle atteigne l'orientation verticale habituelle (voir Shepard & Cooper, 1982). Plus récemment, il a été proposé qu'il existe au moins deux mécanismes distincts qui peuvent être utilisés pour faire tourner mentalement la représentation interne des objets, et ces stratégies peuvent être adoptées volontairement (Kosslyn, Thompson, Wraga, & Alpert, 2001 Kosslyn, DiGirolamo, Thompson, & Alpert, 1998). Une stratégie est visuelle et peut être évoquée en imaginant l'objet en rotation en réponse à une force invisible. La seconde stratégie est associée à l'activité du cortex moteur et peut être évoquée en imaginant la saisie et la rotation manuelle de l'objet.

Bien que les comptes rendus analogiques de la rotation mentale qui impliquent l'imagerie mentale aient été très influents, ils ne sont pas universellement acceptés. Contrairement aux comptes rendus analogiques, il a été proposé que la rotation mentale puisse s'appuyer sur des structures de données propositionnelles (par exemple, Pylyshyn, 1979 Anderson, 1978). Selon les comptes rendus propositionnels, les processus sous-jacents à la rotation mentale sont pénétrables sur le plan cognitif et opèrent en effectuant des transformations computationnelles sur des représentations abstraites du stimulus. Contrairement aux comptes analogiques, les étapes intermédiaires de la transformation n'ont pas besoin d'avoir une correspondance un à un avec les étapes intermédiaires de la rotation externe d'un objet.

Depuis plus de trois décennies, la recherche sur la rotation mentale a joué un rôle influent dans le développement théorique et le débat sur la cognition et l'imagerie visuelles. Pendant ce temps, les chercheurs ont appliqué une grande variété de méthodologies expérimentales à l'étude de la rotation mentale, y compris des mesures comportementales, des ERP et des techniques de neuroimagerie.

Les premières études utilisant les ERP pour étudier la rotation mentale ont révélé que l'amplitude du P3 pariétal évoqué par les personnages tournés était inversement proportionnelle à l'angle de rotation du personnage cible par rapport à l'orientation verticale normale (Perronet & Farah, 1989 Wijers, Otten, Feenstra , Mulder, & Mulder, 1989). Perronet et Farah (1989) et Wijers et al. (1989) ont proposé que les différences d'amplitude du P3 provenaient d'une superposition du P3 avec une onde lente négative qui augmentait en amplitude avec l'angle de rotation de la cible. Des recherches ultérieures ont fourni des preuves solides que l'effet d'amplitude pariétale est un corrélat électrophysiologique des processus cérébraux sous-jacents à la rotation mentale (pour une revue, voir Heil, 2002). L'effet d'amplitude pariétale s'est avéré utile dans les études chronométriques de la rotation mentale (par exemple, Heil, 2002 Heil & Rolke, 2002). Cependant, les processus exacts indexés par cet effet et leur origine neuronale n'ont pas encore été identifiés.

De nombreuses études ont utilisé l'IRMf et la TEP pour étudier les mécanismes neuronaux sous-jacents à la rotation mentale. Bien qu'il existe plusieurs foyers d'activité cérébrale qui ont été associés à plusieurs reprises à la rotation mentale, il existe une variabilité considérable entre les résultats des études de neuroimagerie disponibles. Étant donné que ces études ont utilisé un large éventail de tâches expérimentales et de contrôle, les causes exactes de la variation des résultats entre les études n'ont pas encore été identifiées. Récemment, Zacks (2008) a effectué une revue et une méta-analyse de 32 études de neuroimagerie par IRMf et TEP. Cette analyse a révélé que la rotation mentale est associée de manière fiable à l'activité dans les aires pariétales, occipitales et frontales, ainsi que dans le cortex moteur primaire et l'aire motrice supplémentaire du sillon précentral. L'implication du cortex pariétal dans les tâches de rotation mentale est également étayée par des preuves à la fois TMS (Feredoes & Sachdev, 2006 Harris & Miniussi, 2003) et neuropsychologiques (Dittunno & Mann, 1990). L'implication du cortex moteur dans la rotation mentale est également étayée par des preuves issues d'études utilisant le TMS (Eisenegger, Herwig, & Jäncke, 2007 Tomasino, Borroni, Isaja, & Rumiati, 2005 Ganis, Keenan, Kosslyn, & Pascual-Leone, 2000). Cependant, l'implication du cortex moteur dans la rotation mentale peut dépendre de l'adoption par l'individu d'une stratégie motrice (Kosslyn et al., 1998, 2001).

Bien que la preuve en neuro-imagerie que la rotation mentale soit associée à l'activité cérébrale dans les zones visuelles spatialement cartographiées du cortex occipital et pariétal soit informative, la nature exacte de la représentation de l'objet visuel utilisée par les processus responsables de la rotation mentale reste inconnue. Le but de la présente étude est de rechercher des preuves que la rotation mentale est accomplie en utilisant des représentations stockées dans la mémoire visuelle à court terme (VSTM). Afin d'atteindre cet objectif, nous avons utilisé un composant ERP, que nous appelons la négativité controlatérale postérieure soutenue (SPCN Jolicoeur, Sessa, Dell'Acqua, & Robitaille, 2006a, 2006b). Un nombre croissant de preuves, examinées ci-dessous, soutient l'hypothèse selon laquelle le SPCN reflète l'activité neuronale spécifiquement liée à la maintenance des informations stockées dans VSTM. Le SPCN est observé suite à l'encodage de stimuli visuels présentés latéralement. Afin d'éviter les effets de confusion des différences de stimulus de faible niveau, les stimuli cibles dans un champ visuel sont présentés avec un ensemble équivalent de stimuli distracteurs dans l'autre champ visuel. Le SPCN est observé comme un ERP relativement plus négatif aux électrodes postérieures controlatérales au champ visuel codé (par exemple, la tension est plus négative à l'électrode PO8 qu'à PO7 pour les stimuli codés à partir du champ visuel gauche).

Le SPCN a été proposé pour la première fois comme un indice d'activité cérébrale liée au stockage d'informations dans VSTM par Klaver, Talsma, Wijers, Heinze et Mulder (1999), qu'ils ont décrit comme une onde lente négative controlatérale. Ce point de vue a été fortement soutenu par les travaux de McCollough, Machizawa et Vogel (200) et Vogel et Machizawa (2004). Dans ces études, un repère visuel central a dirigé les participants à coder les stimuli apparaissant dans le champ visuel gauche ou droit. Un affichage cible composé de formes de stimulus simples a ensuite été présenté pendant 100 ms. Après un intervalle de rétention de 900 ms, un autre ensemble de stimuli a été présenté et les participants ont décidé si le deuxième ensemble était ou non le même que le premier dans l'hémichamp codé. Pendant l'intervalle de rétention, commençant à environ 300 ms à partir du début de la matrice mémoire, un effet SPCN a été observé. Il est important de noter que l'amplitude de la différence de tension entre les électrodes controlatérales et ipsilatérales augmentait à mesure que le nombre d'éléments cibles augmentait, atteignant un maximum lorsque le nombre de stimuli à coder égalait ou dépassait la capacité estimée de VSTM (sujet par sujet). Vogel & Machizawa, 2004 voir aussi Perron et al., 2009). De plus, la différence de tension était plus petite sur les essais de réponse incorrects par rapport aux essais corrects, ce qui suggère que cette activité contribue à des performances précises. Dans les variantes de la tâche de clignement attentionnel nécessitant le traitement de cibles visuelles latéralisées, on observe également un SPCN qui covarie avec la précision de la tâche (par exemple, Dell'Acqua, Sessa, Jolicoeur, & Robitaille, 2006 Jolicoeur et al., 2006a, 2006b ).

Le SPCN est également observé dans les tâches qui ne nécessitent pas le maintien d'informations visuelles sur un intervalle de rétention prolongé, y compris les tâches qui nécessitent une réponse accélérée. Conformément à la proposition selon laquelle VSTM est utilisé comme tampon de traitement intermédiaire lorsqu'une analyse fine de stimuli brièvement présentés est requise (par exemple, Bravo & Nakayama, 1992), le SPCN est observé dans les tâches de discrimination (Jolicoeur, Brisson, & Robitaille, 2008 Brisson & Jolicoeur, 2007a, 2007b Mazza, Turatto, Umilta, & Eimer, 2007), mais pas dans les tâches de localisation (McDonald, Hickey, Green, & Whitman, 2009 Mazza et al., 2007). De plus, les distracteurs non pertinents à ignorer qui captent involontairement l'attention suscitent un N2pc mais pas un SPCN (Leblanc, Prime, & Jolicoeur, 2008), indiquant que le SPCN n'est observé que lorsque les stimuli sont activement codés. Récemment, Jolicoeur et al. (2008) ont démontré que l'amplitude du SPCN observé dans une tâche nécessitant une réponse immédiate était sensible à la charge mémoire. Dans cette étude, des stimuli identiques ont été utilisés dans toutes les conditions, et la charge de mémoire a été manipulée par des instructions pour coder et répondre à un ou deux stimuli. Conformément aux études précédentes qui utilisaient des tâches de mémoire VSTM conventionnelles (par exemple, Vogel & Machizawa, 2004), l'amplitude du SPCN augmentait à mesure que la charge mémoire augmentait. Le fait que l'amplitude du SPCN soit sensible à la charge de mémoire dans les tâches de mémoire traditionnelles et les tâches sans intervalle de rétention, combiné au fait que les distributions de scalp SPCN observées dans ces deux types de tâches correspondent étroitement (par exemple, Jolicoeur et al., 2008 McCollough et al., 2007), indiquent que le SPCN indexe les mêmes processus dans les deux types de tâches.

Dans le contexte d'un paradigme à double tâche nécessitant deux réponses accélérées, Brisson et Jolicoeur (2007a, 2007b) ont constaté que l'apparition du SPCN pouvait être retardée par une interférence simultanée de la double tâche (ce qu'on appelle l'effet de période réfractaire psychologique). Ces résultats suggèrent que des études examinant l'évolution temporelle détaillée du SPCN pourraient révéler quand l'information entre dans VSTM (en mesurant les temps d'apparition) et quand l'information n'est plus maintenue dans VSTM (en mesurant les temps de décalage). En effet, Perron et al. (2009) ont montré que le SPCN revient à la ligne de base plus tard lorsque la sonde de mémoire est présentée plus tard, suggérant que les représentations conservées dans VSTM sont supprimées quelque temps après que les informations critiques ne sont plus nécessaires.


Résumé

Les compétences de traitement spatial sont une composante importante du développement cognitif. Il a été démontré qu'il existe de nombreux étudiants qui, en raison de leurs différences de perception, pourraient utiliser une aide pour développer des concepts et des relations spatiaux grâce à l'expérience dans des environnements d'apprentissage alternatifs multi-perceptifs. La réalité virtuelle a un potentiel en tant que cadre d'apprentissage multi-perceptuel et expérientiel. Cette étude évalue l'effet de la conception et de l'expérience d'un monde virtuel en tant que méthode d'amélioration des compétences en traitement spatial et en tant qu'aide au développement cognitif. Un groupe de dix enfants atteints de troubles neurologiques âgés de 12 à 14 ans a participé à un cours intensif de réalité virtuelle d'une semaine à la fin de leur programme scolaire d'été régulier. Ces enfants ont été sélectionnés parce qu'ils avaient tous des difficultés de traitement spatial affectant leurs performances scolaires ainsi que leur vie quotidienne. Tous ont été pré-testés pour la capacité de traitement spatial à l'aide de l'Inventaire des tâches de développement de Piaget (IPDT). Pendant le cours, un logiciel de conception 3D a été utilisé pour développer des « pièces de puzzle », qui ont été combinées en un tout cohérent à la fin de la semaine. Le « monde du puzzle » qui en a résulté a été vécu par chacun des enfants à la fin de la classe, après quoi huit des dix ont été à nouveau testés sur l'IPDT. En plus du post-test, des entretiens personnels ont été menés. Un bilatéral t test indique que l'effet du cours d'une semaine était significatif, t = 5.16, df = 7, p < .001. Les scores moyens se sont améliorés pour le groupe, à partir d'une moyenne pré-test de (M = 45,00), à une moyenne post-test de (M = 49,75). Ces résultats étaient cohérents avec l'hypothèse selon laquelle une classe de traitement 3D intensive aboutissant à une expérience virtuelle peut améliorer les compétences de traitement spatial. La formation intensive peut avoir encouragé ces enfants à envisager les problèmes spatiaux d'une manière qu'ils n'avaient jamais connue auparavant, et peut avoir créé une compréhension spatiale plus profonde grâce à la possibilité de manipuler directement des objets et de naviguer dans un environnement 3D. Cette compréhension plus approfondie pourrait avoir contribué à des scores de test plus élevés.


Avoir un co-jumeau masculin améliore les performances de rotation mentale chez les femmes

Avoir un frère ou une sœur, en particulier un jumeau, a un impact sur votre vie. Votre jumeau est peut-être votre meilleur ami ou votre plus grand rival, mais tout au long de la vie, vous vous influencez mutuellement. Cependant, une étude récente publiée dans Sciences psychologiques, un journal de l'Association for Psychological Science, montre qu'avoir un jumeau de sexe opposé peut avoir un impact sur vous avant même votre naissance : les femmes avec un co-jumeau masculin ont un score plus élevé sur la tâche de rotation mentale que les femmes avec un co-jumeau féminin.

Les hommes, dès l'âge de trois mois, surpassent les femmes dans les tâches de rotation mentale, des tests qui nécessitent la rotation d'objets tridimensionnels dans l'espace mental. La testostérone a été suggérée pour expliquer, au moins partiellement, les différences entre les sexes dans cette tâche, ce qui suggère que les femmes exposées à des niveaux plus élevés de testostérone prénatale peuvent avoir de meilleurs résultats que les femmes ayant des niveaux inférieurs de testostérone.

Eero Vuoksimaa de l'Université d'Helsinki et ses co-auteurs ont évalué la possible masculinisation prénatale de la capacité spatiale chez les femmes avec un co-jumeau masculin. "Des études antérieures ont testé la masculinisation possible des femmes avec un co-jumeau masculin, mais les mesures de ces études n'ont pas toujours été idéales", explique Vuoksimaa. "Si la masculinisation prénatale se produit chez les jumelles de paires de sexe opposé, on s'attendrait à ce qu'elle soit plus évidente dans les comportements liés aux niveaux de testostérone et montre un avantage masculin important et robuste, comme la tâche de rotation mentale."

Pour l'étude, les scores des tâches de rotation mentale entre les jumeaux de paires de même sexe et de sexe opposé ont été comparés. Il n'est pas surprenant que les hommes aient obtenu des scores plus élevés que les femmes, mais les femmes avec un co-jumeau masculin ont obtenu des scores plus élevés que les femmes avec un co-jumeau féminin. En revanche, il n'y avait aucune différence dans la performance de la tâche de rotation mentale des hommes de paires de sexe opposé et de même sexe.

Pour les femmes ayant un frère jumeau, déterminer si les différences de performances sont dues à une exposition prénatale à la testostérone ou à leur tendance à s'engager dans des activités plus masculines n'est toujours pas clair. "Bien que nos résultats soient cohérents avec l'hypothèse de la masculinisation prénatale", explique Vuoksimaa, "les filles qui grandissent avec un frère jumeau vivent un monde social différent de celui des filles qui grandissent avec une sœur jumelle. Nous ne pouvons pas exclure les effets de la socialisation après la naissance."

Cependant, les psychologues scientifiques ont inclus une tâche de jeu informatique dans leur étude, un indicateur possible des effets de la pratique. "Il est intéressant de noter que l'expérience de jeu sur ordinateur n'était pas liée aux performances du test de rotation mentale dans notre étude", explique Vuoksimaa. Cela suggère que les résultats ne sont pas entièrement expliqués par l'environnement postnatal, mais la voie de la masculinisation de la capacité de rotation mentale reste inconnue. "Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour démêler les origines de la masculinisation des performances de rotation mentale chez les femmes avec un co-jumeau masculin."


Questions de genre dans l'utilisation des environnements virtuels

Des différences entre les sexes dans les performances cognitives et comportementales ont été rapportées dans toute la littérature psychologique. Par conséquent, les différences entre les sexes doivent être prises en compte et contrôlées lorsque la recherche cognitive est menée dans des environnements virtuels (EV). Ces variables peuvent inclure des différences liées au sexe dans les performances cognitives, la susceptibilité aux cybermalaises et l'impact des hormones sexuelles sur la cognition. Ces questions sont abordées dans le contexte d'une récente étude VE de la capacité visuospatiale appelée rotation mentale. Le test de rotation mentale (TRM), une mesure papier-crayon, s'est avéré produire l'une des plus grandes différences entre les sexes dans la littérature cognitive. Les résultats du TRM sont en faveur des hommes. Cependant, les résultats rapportés à partir d'un test de rotation spatiale en réalité virtuelle (VRSR) ne démontrent aucune différence entre les sexes lorsque les sujets étaient capables de manipuler manuellement les stimuli dans un EV. Une analyse plus approfondie révèle des différences entre les sexes dans les modèles d'associations entre les tâches verbales et spatiales et les performances sur VRSR. Les résultats sont discutés en termes de facteurs de dimensionnalité et de latéralisation hémisphérique.


Conclusion et orientations futures

Les preuves continuent de s'accumuler qui suggèrent qu'une expérience à la fois brève et étendue des jeux vidéo peut entraîner un large éventail d'améliorations cognitives qui peuvent se généraliser au-delà du contexte du jeu vidéo (voir les sections Coordination œil-main et temps de réaction, Visualisation spatiale, Attention visuospatiale, anticipation visuelle et stratégies de recherche visuelle, dynamique temporelle de l'attention sensorielle, attention exogène et endogène, changement de tâche, propriétés fondamentales du système visuel, perception visuelle et utilisation de preuves sensorielles, jeu vidéo comme intervention cognitive). Il existe cependant des préoccupations concernant les pratiques de recherche actuelles qui doivent être abordées (Boot et al., 2011) pour clarifier la validité des résultats actuels. En plus des préoccupations soulevées par Boot et al. les chercheurs devraient également surveiller les disparités entre les sexes dans leurs échantillons VGP et NVGP, évaluer sérieusement l'expertise de leur échantillon expert VGP et accorder une plus grande attention aux genres dans lesquels ils possèdent une expertise et qui sont utilisés dans les études de formation.

Malgré un corpus impressionnant de résultats, la recherche sur l'application pratique du jeu vidéo se limite à minimiser les effets du déclin cognitif chez les personnes âgées (voir la section Le jeu vidéo comme intervention cognitive). De plus, toutes ces études manquaient de conditions de contrôle adéquates, ce qui rend les résultats particulièrement difficiles à interpréter. Ceci est particulièrement surprenant car le potentiel du jeu vidéo à avoir un impact sur un si large éventail de domaines cognitifs semble offrir de nombreuses possibilités d'application pratique. Les futures recherches rigoureuses capables de déterminer si l'application du jeu vidéo peut endiguer le déclin cognitif chez les personnes âgées est une priorité élevée. Alternativement, les chercheurs pourraient viser à utiliser le jeu vidéo comme intervention pour atténuer les déficits cognitifs chez les populations de patients ou améliorer davantage les performances cognitives des populations spécialisées.

Les premières études de neuroimagerie (voir la section Neuroimagerie et jeu vidéo) ont commencé avec succès à examiner les corrélats neuronaux fonctionnels de l'amélioration des performances cognitives chez les VGP experts. Jusqu'à présent, seules la planification motrice, l'attention sélective et la recherche visuelle ont été évaluées. De futures recherches en neuroimagerie sont nécessaires pour évaluer les corrélats neuronaux fonctionnels de l'amélioration des performances cognitives. Il est également nécessaire d'étudier les changements structurels qui accompagnent l'expertise du jeu vidéo. Un essai longitudinal d'entraînement contrôlé randomisé qui incorporerait également une étude de neuro-imagerie serait une approche précieuse. Les recommandations visant à promouvoir les meilleures pratiques de recherche comportementale s'appliquent également à la neuroimagerie.

Les résultats de la section Propriétés fondamentales du système visuel, perception visuelle et utilisation des preuves sensorielles sont particulièrement intéressants car ils suggèrent que des éléments fondamentaux du système visuel peuvent être renforcés par l'expertise et le jeu vidéo. Les changements à ce niveau du système visuel sous-tendent potentiellement un large éventail d'améliorations des performances en aval présentées dans cette revue, telles que la visualisation spatiale (section Visualisation spatiale), l'attention visuospatiale (section Attention visuospatiale), la recherche visuelle (section Anticipation visuelle et stratégies de recherche visuelle ) et les jugements d'ordre temporel (section Dynamiques temporelles de l'attention sensorielle). Malheureusement, nous savons encore peu en quoi le jeu vidéo, autre que la pratique, permet de façonner les éléments essentiels du système visuel. Répondre à cette question peut également expliquer pourquoi le jeu vidéo a le potentiel de générer un si large éventail d'améliorations généralisées. Comprendre les mécanismes qui sous-tendent comment l'expertise en jeux vidéo donne lieu à tant d'améliorations peut conduire à une application efficace et ciblée du jeu vidéo (et d'autres formes d'interventions liées à l'expertise) à la fois dans les milieux éducatifs et cliniques, et plus généralement permettre les individus à prendre des décisions plus éclairées sur les utilisations potentielles de leur temps libre.


Test de rotation mentale dans un environnement virtuel - Psychologie

Il s'agit d'un référentiel pour une application Web contenant une expérience psychologique que j'ai menée pour mon mémoire de maîtrise, afin d'explorer les compétences cognitives et la cohésion d'équipe chez les joueurs de League of Legends. L'expérience se compose d'un consentement éclairé, d'une enquête pour obtenir des informations démographiques, de deux questionnaires, de quatre tâches cognitives et d'une page de fin pour les commentaires et les réactions. Si vous voulez voir l'expérience « en action », vous pouvez visiter leagueoflegends.web-psychometrics.com, et si vous souhaitez parcourir l'article que j'ai écrit, vous pouvez le faire ici.

La structure complète de l'expérience est la suivante :

  1. Page de destination - consentement éclairé
  2. Éléments démographiques
  3. Questionnaire sur l'environnement de groupe
  4. Indice de charge des tâches de la NASA
  5. Tâche Eriksen Flanker
  6. Tâche de rotation mentale en deux dimensions
  7. Tâche de portée spatiale
  8. Tour de Londres
  9. Terminer la page

Toutes les parties individuelles des expériences ont leurs propres vues, sous le dossier views, avec les extensions .ejs (j'ai utilisé le moteur de modèle EJS car il fonctionne bien avec le HTML brut).

L'expérience et son but

Le but de l'expérience était d'explorer le rôle des compétences cognitives dans la prédiction des performances des joueurs dans différents styles de jeu dans League of Legends - un jeu d'arène de combat en ligne multijoueur. De plus, je me suis intéressé à la perception des joueurs de leur charge de travail pendant le jeu et à la façon dont la cohésion d'équipe est liée à la performance dans les équipes.

Instruments et leur mise en œuvre

L'expérience se compose de deux questionnaires et de quatre tâches cognitives. De plus, il y a un consentement éclairé, expliquant le but et la structure de l'étude avec des instructions générales, suivi d'une enquête sur des éléments démographiques, tels que le nom du joueur, la région, le niveau, les classements, le nom de l'équipe, etc. Après les tâches cognitives, il y a une page de finition demandant si les participants aimeraient être contactés avec les résultats de l'étude.

Les questionnaires ont été construits à l'aide d'un plugin Likert modifié pour JsPsych - une bibliothèque JavaScript pour créer des expériences Web. Tous les plugins jsPsych utilisés pour la batterie de test se trouvent dans public/scripts/plugins.

Le Questionnaire Environnement Groupe

Le Group Environment Questionnaire (GEQ) a été choisi comme mesure de la cohésion de groupe car il est bien établi avec une longue histoire d'utilisation en psychologie du sport et en recherche de groupe, avec des preuves récentes suggérant une validité factorielle à plusieurs niveaux adéquate (Fletcher & Whitton, 2014). Un instrument de la psychologie du sport a été préféré à ceux de la psychologie organisationnelle, car les entretiens avec les joueurs ont indiqué que les éléments destinés aux équipes sportives étaient considérés comme plus pertinents pour leur expérience de jeu. La satisfaction des joueurs avec l'instrument a conduit à la décision de ne pas développer un nouvel instrument à cet effet, mais plutôt d'essayer de réutiliser le GEQ. Les éléments ont été légèrement modifiés pour correspondre au contexte des jeux virtuels (par exemple en utilisant le mot « joueurs » au lieu de « athlètes »), et les éléments modifiés peuvent être trouvés à l'annexe 1. La qualité de l'ajustement d'un inventaire de psychologie du sport pour le but de cette étude est quelque chose qui devrait être pris en compte dans l'interprétation des résultats de cette étude.

Le GEQ est une mesure générale, plutôt que spécifique à une situation, de la cohésion dans les équipes sportives.Il se compose des quatre sous-échelles suivantes formant un modèle de cohésion à quatre facteurs (Brawley, Carron, & Widmeyer, 1987) :

  • Group Integration-Social (GI-S) conceptualise l'évaluation par un membre de l'équipe de la proximité, de la similitude et des liens du groupe en tant qu'unité sociale - par exemple, "les membres de notre équipe ne se serrent pas les coudes en dehors des entraînements et des jeux".
  • Group Integration-Task (GI-T) conceptualise l'évaluation par le membre de la proximité, de la similitude et des liens du groupe autour de la tâche du groupe - par exemple, "notre équipe est unie pour essayer d'atteindre ses objectifs de performance".
  • Attractions individuelles au groupe-social (ATG-S) conceptualise les notions du membre des interactions sociales et de l'acceptation personnelle au sein de l'équipe, par exemple « certains de mes meilleurs amis sont dans cette équipe ».
  • Attractions individuelles pour le groupe-tâche (ATG-T) conceptualise les sentiments d'un membre concernant l'implication personnelle liée aux objectifs communs et à la productivité du groupe - par exemple, "Je n'aime pas le style de jeu dans cette équipe".

L'inventaire de charge de tâche de la NASA (TLX) a été sélectionné comme un inventaire de charge de tâche court bien établi avec de bonnes caractéristiques métriques (Hart & Staveland, 1988 Hart, 2006). L'instrument se composait à l'origine de deux parties. Dans la première partie, six sous-échelles sont présentées sur une seule page, avec la description suivante de chacune des échelles :

  1. Demande mentale : quelle quantité d'activité mentale et perceptive était requise ? La tâche était-elle facile ou exigeante, simple ou complexe ?
  2. Exigence physique : Quelle quantité d'activité physique était requise ? La tâche était-elle facile ou exigeante, molle ou ardue ?
  3. Demande temporelle : Quelle pression de temps avez-vous ressentie en raison du rythme auquel les tâches ou les éléments de tâche se sont déroulés ? Le rythme était-il lent ou rapide ?
  4. Performance : Dans quelle mesure avez-vous réussi à exécuter la tâche ? Dans quelle mesure avez-vous été satisfait de votre performance ?
  5. Frustration : À quel point vous êtes-vous senti irrité, stressé et ennuyé par rapport au contenu, à la détente et à la complaisance pendant la tâche ?
  6. Effort : À quel point avez-vous dû travailler (mentalement et physiquement) pour atteindre votre niveau de performance ?

Les éléments sont évalués sur une plage de 100 points avec des incréments de 5 points. Dans la version originale, la deuxième partie de l'inventaire crée une pondération individuelle par importance pour chacune des six sous-échelles en invitant les sujets à comparer les catégories par paires en fonction de leur importance perçue pour la charge de travail. Les charges de tâches estimées sont ensuite pondérées en fonction de leur importance. La version utilisée pour cette étude, cependant, ne comprend que la première partie du test original, sans les comparaisons par paires. Cette modification a été effectuée pour simplifier la conception de l'étude, avec des preuves indiquant que cette procédure (appelée Raw TLX) est aussi sensible que l'instrument d'origine (Hart, 2006).

La tâche de flanker Eriksen a été composée à l'aide du plug-in jsPsych-categorize pour les essais d'entraînement et du plug-in jsPsych-single-stim pour les essais eux-mêmes.

La tâche Flanker utilisée pour cette expérience a été programmée à peu près de manière similaire à la tâche Flanker dans la bibliothèque PEBL (Mueller & Piper, 2014), qui était basée sur Stins, Polderman, Boomsma et deGeus (2007). Au cours de la tâche, le participant se voit présenter des images de cinq flèches d'affilée. Leur tâche est d'appuyer sur la touche fléchée correspondant à la direction de la flèche du milieu, qui pointe soit dans la même direction que les flèches qui la flanquent (un essai congruent) ou dans la direction opposée (essai incongru).

Les mesures obtenues sur la tâche Flanker sont la vitesse et la précision de réponse aux essais congruents ou incongrus. La différence entre le temps de réponse dans les essais corrects congruents et incongrus est une mesure approximative de la fonction exécutive, car elle indique la force de l'effet d'interférence.

Tâche de rotation mentale en deux dimensions

La tâche de rotation mentale a été composée à l'aide d'un nouveau plugin que j'ai écrit pour jsPsych qui permet la comparaison par choix forcé de deux stimuli (jspsych-two-stim). La tâche contenait trois types de stimuli bidimensionnels. Le stimulus A consistait en une longue ligne, perpendiculairement coupée par deux courtes. Les stimulus B et C étaient similaires au stimulus A, sauf qu'ils avaient respectivement une et deux lignes diagonales ajoutées. Au cours de la tâche, les participants ont reçu une version non tournée du stimulus cible et une version du stimulus qui était soit une version identique ou en miroir de la cible, et pivotée de 0, 60, 120, 180, 240 ou 300 degrés. Les deux images étaient affichées côte à côte et le stimulus cible était affiché au hasard sur le côté gauche ou droit. Le participant a été chargé d'évaluer aussi rapidement et précisément que possible, si l'image pivotée était identique ou une image miroir de la cible, et d'appuyer sur Q si elles étaient identiques et P si miroir.

Plusieurs mesures cognitives peuvent être extraites des résultats de la tâche de rotation mentale, comparant la précision et les temps de réponse à différentes complexités de stimulus dans des conditions en miroir par rapport à des conditions identiques à différents degrés de rotation.

L'étendue spatiale est un test cognitif permettant d'évaluer la mémoire de travail visuospatiale d'une personne, en tant qu'étendue numérique maximale des éléments spatiaux rappelés dans une séquence bidimensionnelle. La version ici a été écrite comme une expérience autonome sans jsPsych, et elle a été programmée de manière similaire à celle d'Owen et Hampshire (n.d.) comme une variante de la tâche de tapotement de bloc de Corsi (Corsi, 1972). Les stimuli étaient affichés sous forme de rectangles clignotants dans une matrice quatre fois quatre d'éléments rectangulaires. Une fois le stimulus généré, le participant devait cliquer sur les cases dans le même ordre dans lequel elles clignotaient. Le premier stimulus avait une longueur de quatre blocs, la difficulté de l'essai était réduite après deux échecs sur la même longueur de stimulus et augmentée après la réussite. La tâche a été achevée après quatre échecs.

La Tour de Londres (une tâche qui évalue les compétences en planification et en résolution de problèmes) utilise également le plugin jsPsych-categorize. Il se compose de vingt-deux paires d'images. La première image, l'image A, affiche un point de départ avec trois piquets de longueurs différentes et de trois boules de couleurs différentes, et l'image B affiche un point d'arrivée avec une disposition finale. Le participant a été invité à évaluer le plus petit nombre de mouvements qu'il pouvait utiliser pour passer de la disposition de l'image A à la disposition de l'image B, et de répondre en appuyant sur la touche correspondante du clavier. Les mouvements requis pour les essais variaient entre un et six.

Vous êtes libre d'utiliser certaines parties de l'expérience à vos propres fins, avec la citation suivante :

Pöllänen, T. (2014). Testez la batterie de tâches cognitives basées sur JavaScript. Dépôt Github. Extrait de https://github.com/tuuleh/masters-battery.

Notez que vous pouvez changer le style dans l'expérience en modifiant simplement le CSS (à moins que vous n'appréciiez vraiment l'art du jeu League of Legends).

Comment mettre en place l'expérience

Pour exécuter l'expérience localement, forkez le référentiel et configurez une base de données MySQL locale à partir de thesis_database.sql. Ensuite, écrivez un fichier appelé database.json dans votre dossier racine (où se trouve votre app.js), avec la structure suivante :

Il s'agit d'une application node.js, vous devrez donc configurer node.js et son gestionnaire de packages sur votre ordinateur. Une fois que vous les avez configurés, vous installez les dépendances en vous rendant dans le répertoire racine et en tapant npm install dans votre terminal. Le gestionnaire de packages installera automatiquement les dépendances décrites dans le package.json :

Vous pouvez démarrer l'application localement en tapant node app.js dans le dossier racine. Cela démarrera l'application sur le port 3000, vous pourrez donc accéder à la page via localhost:3000.

Carron, A.V., Widmeyer, W.N., & Brawley, L.R. (1985). Le développement d'un instrument d'évaluation de la cohésion dans les équipes sportives : le Group Environment Questionnaire. Journal de psychologie du sport, 7, 244-266.

Fletcher, R. B. & amp Whitton, S. M. (2014). Le questionnaire sur l'environnement de groupe : une analyse factorielle confirmatoire à plusieurs niveaux. Recherche en petit groupe, 45(1), 68-88. doi: 10.1177/1046496413511121

Hart, S.G. & Staveland, L.E. (1988). Développement de NASA-TLX (Task Load Index) : Résultats de recherches empiriques et théoriques. Dans : Human Mental Workload (P. A. Hancock et N. Meshkati (Eds.)), 139-183. Hollande du Nord : Elsevier Science.

Hart, S. (2006). Indice de charge Nasa-Task (Nasa-TLX) 20 ans plus tard. Compte rendu de la réunion annuelle de la Human Factors and Ergonomics Society, 50, 904-908.

Mueller, S.T., & Piper, B.J. (2014). Le langage de construction d'expériences psychologiques (PEBL) et la batterie de tests PEBL. Journal des méthodes de neuroscience (222), 250-259.

Stins, J.F., Polderman, T.J.C., Boomsma, D.I., & de Geus, E.J.C. (2007). Précision conditionnelle dans les tâches d'interférence de réponse : preuves de la tâche de flanker d'Eriksen et de la tâche de conflit spatial. Avancées en psychologie cognitive 3 (3), 389-396.

Corsi, P.M. (1972), La mémoire humaine et la région temporale médiale du cerveau, Thèse de doctorat non publiée. Université McGill.

Owen, A. M. & Hampshire, A. (n.d.). Spatial span ladder [logiciel pour les tests en ligne basés sur le Web]. Cambridge Brain Sciences Inc, Université de Western Ontario, Canada. Extrait de http://www.cambridgebrainsciences.com/browse/memory/test/spatial-span-ladder.


Les différences sexuelles dans la capacité de rotation mentale sont une conséquence de la procédure et de l'artificialité des stimuli

La rotation mentale est un processus cognitif qui consiste à effectuer des rotations sur des images ou des objets visuels, ce qui a joué un rôle important dans le passé évolutif des humains. Les différences entre les sexes dans la capacité de rotation mentale ont été largement évaluées à l'aide du test de rotation mentale de Vandenberg et Kuse (1978). Ce test produit des scores systématiquement plus élevés pour les hommes que pour les femmes, ce qui a conduit de nombreux chercheurs à conclure que les hommes ont une capacité de rotation mentale supérieure. Les causes de cette différence entre les sexes ont été largement débattues et les recherches restent peu concluantes. Divers chercheurs ont contesté la légitimité de cet avantage masculin en étudiant les facteurs modérateurs qui font partie du processus d'évaluation. Ici, nous montrons, à travers l'utilisation de photographies et de modèles tridimensionnels, que la forme des stimuli peut éliminer la différence entre les sexes. Nos résultats suggèrent que la différence entre les sexes trouvée sur ce test n'est pas due à un avantage masculin dans la capacité spatiale, mais est un artefact des stimuli.

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A propos de l'auteur

Barney Beins est professeur de psychologie au Ithaca College, où il enseigne depuis 1986. Sa bourse comprend des études sur l'humour et la bourse de l'enseignement et de l'apprentissage. Au cours de sa carrière, il a écrit ou édité plus de 30 livres, manuels d'instruction et encyclopédies, et plus de 130 articles arbitrés, chapitres de livres, entrées d'encyclopédie, critiques et commentaires.

Ses livres incluent "The Worth Expert Guide to Scientific Literacy: Thinking Like a Psychological Scientist" (avec Ken Keith Worth Publishing), "Research Methods: A Tool for Life" (Cambridge University Press, 4e éd.), "Research Methods and Statistics " (avec Maureen McCarthy Cambridge, 2e éd.), "APA Style Simplified" (Wiley-Blackwell), "Effective Writing in Psychology" (avec Agatha Beins Wiley-Blackwell, 2e éd.), "Successful Research Projects" (Sage) . Il a également été rédacteur en chef du « Student Handbook of Psychology » en sept volumes (Facts on File), pour lequel il a écrit un volume (Méthodes et mesures) et co-écrit un deuxième (Apprentissage et cognition).

Il a reçu en 2010 le prix Charles L. Brewer Distinguished Teaching Award de l'American Psychological Foundation. Il est membre de l'Association for Psychological Science APA Divs. 1 (Société de psychologie générale), 2 (Société pour l'enseignement de la psychologie, STP), 3 (Société de psychologie expérimentale) et 52 (Société de psychologie internationale), l'Eastern Psychological Association et la New England Psychological Association.


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