GROUPE COGNITION HUMAINE________________
GROUPE COGNITION HUMAINE________________
Exemples d'Activités de Recherche du groupe
Le Groupe Cognition Humaine a été créé en 1992 au titre de l'Action Thématique et Incitative sur Programmes et Equipes (ATIPE) du Programme Cognisciences du CNRS. Avec le soutien du Programme, puis du GIS Sciences de la Cognition pour l'année 1995, il a poursuivi son activité au sein du Département Communication Homme-Machine. Un rapport détaillé sur ces quatre années fournit le bilan de cette opération et des riches interactions du Groupe avec son environnement scientifique.
Le Groupe, dont les travaux relèvent de la Section 29 du Comité National, développe des programmes de recherche en utilisant une démarche théorique et une méthodologie qui sont celles de la psychologie cognitive expérimentale. L'objectif des membres du Groupe est de rendre compte des processus par lesquels les individus traitent l'information extraite de leur environnement et en construisent des représentations utilisables dans leurs conduites. Ces représentations s'inscrivent dans un système de mémoire, à partir duquel elles font l'objet de différentes formes d'activation. Elles sont notamment extériorisables par le langage. Le groupe participe également à des travaux pluridisciplinaires sur des thèmes cognitifs intéressant les autres groupes du Département.
Les travaux du Groupe Cognition Humaine explorent trois grands thèmes : le rôle de l'image et du langage dans la cognition spatiale ; la compréhension de textes ; l'acquisition et la représentation des connaissances.
THEME 1 : IMAGE, TRAITEMENT DU LANGAGE ET COGNITION SPATIALE
Michel Denis, Mathias Bollaert, Marguerite Cocude, Marie-Paule Daniel, Agnès Gryl, Yaroslav Pigenet (ASC, 1995-96)
Les travaux menés sur ce thème portent sur les interactions de l'image et du langage dans la construction de représentations mentales de configurations spatiales. L'image et le langage constituent deux modes de représentation pourvus de propriétés fonctionnelles fortement différenciées, mais dont la coopération est requise dans de nombreuses formes du fonctionnement cognitif. L'étude de leurs interfaces est particulièrement importante pour rendre compte des processus de communication entre agents cognitifs visant à partager des connaissances sur leur environnement spatial. Les travaux sont caractérisés par leur unité thématique et par leur inscription dans une démarche pluridisciplinaire. Ainsi, au sein du LIMSI et au plan national, les travaux menés sur ce thème se sont inscrits de 1992 à 1995 dans le programme de l'Axe Thématique National "Représentation de l'Espace" soutenu par le Programme Cognisciences, et dans lequel se sont trouvés associés quatre groupes de la communauté française des sciences cognitives : Marseille (resp. : C. Thinus-Blanc), Orsay (M. Denis), Paris (A. Berthoz) et Toulouse (M. Borillo). Au plan européen, nos travaux s'intègrent dans un programme soutenu par la CCE au titre du Programme Capital Humain et Mobilité (resp. : M. Denis) sur le rôle de l'image et du langage dans la cognition spatiale. Au groupe d'Orsay sont associées des équipes d'Aberdeen (R. Logie), La Laguna (M. de Vega), Padoue (C. Cornoldi) et Sarrebruck (J. Engelkamp).
Génération d'images mentales à partir de textes descriptifs
Nos travaux analysent les processus cognitifs mis en oeuvre lorsque des individus construisent la représentation interne de configurations spatiales à partir des descriptions verbales de ces configurations. Les analyses chronométriques basées sur le paradigme de l'exploration mentale confirment la validité référentielle de ce type de représentation et sa capacité à refléter la métrique des configurations imaginées. Elles sont étendues à des expériences dans lesquelles nous mettons en évidence la compositionalité des durées d'exploration mentale de plusieurs distances (M. Denis et M. Cocude). Une publication est issue d'une coopération avec le Groupe Langage et Cognition (D. Memmi), dans laquelle nous avons proposé un modèle quantitatif de la réduction de l'incertitude de l'image en fonction de l'apprentissage, complété par une modélisation connexionniste de l'exploration mentale.
Le travail de modélisation impliquant la comparaison d'images générées à partir d'entrées perceptives ou d'entrées linguistiques se poursuit, avec la réalisation d'une expérience reprenant le paradigme d'amorçage spatial de K. Wender (M. Bollaert). Enfin, les processus de génération des images mentales ont fait l'objet d'analyses chronométriques fines (chez des sujets normaux et chez des patients présentant un syndrome dépressif). Nos expériences confirment l'hypothèse d'une séparation fonctionnelle entre les processus responsables de la génération des images et les processus qui assurent leur maintien dans le "buffer visuel" (M. Cocude et V. Charlot).
Processus cognitifs et stratégies linguistiques dans la description de configurations spatiales
Les travaux sur les processus de linéarisation discursive dans la description de scènes visuelles se poursuivent par l'étude des modes de séquentialisation adoptés par les sujets qui décrivent des configurations visuo-spatiales à l'intention d'un interlocuteur. Les nouvelles expérimentations, qui reprennent le paradigme de Levelt, révèlent la similitude des stratégies linguistiques mises en oeuvre pour des matériels présentant différents degrés de réalisme, mais aussi pour des situations impliquant différents contextes de communication. Les expériences attestent de la robustesse des stratégies descriptives dans différentes variantes contextuelles et révèlent les savoirs métacognitifs des sujets à propos de l'efficacité de ces stratégies (M. Denis). Une expérience analyse enfin les déficiences des descriptions géographiques recueillies dans nos expérimentations précédentes (M.-P. Daniel).
Processus cognitifs mis en oeuvre dans la description d'itinéraires
L'analyse des descriptions d'itinéraires a été poursuivie, par l'affinement de la typologie des fonctions attachées aux constituants de ces descriptions. La robustesse du modèle des routines descriptives précédemment proposé est évaluée à travers l'analyse de nouveaux corpus, notamment dans des environnements urbains particulièrement complexes. Une coopération de recherche avec J.-L. Nespoulous nous a conduit à examiner les problèmes cognitifs de sujets présentant des déficits neuropsychologiques en matière de représentation de l'espace, sans troubles associés du langage. La mémorabilité des différents composants des descriptions d'itinéraires est également testée (M. Denis). L'effet de diverses contraintes, comme la limitation imposée à la longueur du discours descriptif, fait l'objet d'analyses (M.-P. Daniel).
Un travail mené en collaboration avec le Groupe Langage et Cognition (G. Ligozat) a visé à rendre compte des processus de planification du discours descriptif et à formaliser ce discours à l'aide d'outils logiques. Le travail, mené dans une perspective de simulation par un système automatique de génération de textes, implique une catégorisation fine des indicateurs de progression, d'orientation et de localisation. La thèse issue de ce travail aboutit à un ensemble de spécifications pour un générateur de descriptions d'itinéraires en langage naturel (A. Gryl).
Structures cérébrales impliquées dans la génération de représentations visuo-spatiales
Notre coopération avec le Service Hospitalier Frédéric-Joliot du CEA à l'Hôpital d'Orsay (B. Mazoyer, N. Tzourio, E. Mellet) nous a permis de recueillir, à l'aide de la tomographie par émission de positons, des données sur les régions cérébrales impliquées dans la représentation mentale de scènes visuelles. Une publication est issue de l'analyse comparée d'une tâche d'exploration visuelle et d'une tâche d'exploration mentale de configurations spatiales. Les résultats révèlent que les deux tâches impliquent un réseau commun de structures, mais que l'aire visuelle primaire, active pendant la perception, n'est pas active pendant l'imagerie. D'autres expérimentations, menées par O. Ghaëm et auxquelles est associé le LPPA du Collège de France (A. Berthoz), ont été mises en oeuvre en vue de différencier les mécanismes cérébraux impliqués dans la simulation mentale de déplacements dans un environnement appris par navigation ou bien à partir d'une carte. L'analyse des résultats révèle l'implication de la formation hippocampique dans la simulation mentale des déplacements (M. Denis).
THEME 2 : COMPRÉHENSION DE TEXTES
Jean-Pierre Rossi, Nicolas Campion, Martine Cornuéjols, Régis Devers (ASC, 1994-95), Jérôme Gallinari (ASC, 1995-96), Amal Guha, Daniel Martins (jusqu'en septembre 1995)
Organisation des réseaux sémantiques
Les recherches développées dans ce cadre consistent à étudier les formes de stockage des structures sémantiques. Il s'agit en particulier de déterminer si le réseau sémantique activé par des mots présentés visuellement ou auditivement est similaire au réseau sémantique activé par la présentation de dessins. Une première expérience utilisant le paradigme d'amorçage avait consisté à faire varier l'amorce (mot écrit, mot présenté auditivement, dessin), la cible étant toujours un mot écrit. Les résultats indiquaient que si les mots écrits ou présentés auditivement étaient à l'origine d'un amorçage sémantique automatique, les dessins ne provoquaient pour leur part aucun amorçage.
L'hypothèse d'un réseau associatif différent selon la modalité d'entrée a été testée par la construction d'une table d'association élaborée à partir de dessins. Cette table consistait à recueillir les associations libres faites par les sujets entre le dessin présenté et l'image qu'ils y associent spontanément. Les données montrent que ce qui est généré spontanément lors de la présentation de dessins correspond généralement à la situation dans laquelle l'objet est habituellement situé (par exemple, au dessin d'un zèbre est associée l'image de la savane), tandis que la présentation du mot génère le plus souvent une association verbale qualifiant un attribut de l'objet (au mot "zèbre" est associé le mot "rayures"). Utilisant pour les dessins les normes associatives mises au point précédemment, nous avons répliqué l'expérience initiale. Contrairement aux résultats de la première expérience, nous obtenons cette fois-ci avec les dessins un effet d'amorçage sémantique. L'ensemble des données indique que le réseau sémantique activé par les dessins est différent de celui qui est activé par les mots (M. Cornuéjols et J.-P. Rossi).
Analyse du modèle de "construction-intégration" de Kintsch
Les fondements du modèle de "construction-intégration" de Kintsch (1983) sont analysés avec, d'une part, une tentative d'automatiser le processus de construction des propositions décrivant le texte et, d'autre part, l'amélioration des principes de fonctionnement de la matrice de connectivité.
Le modèle de Kintsch repose sur la construction d'une base de texte comportant deux catégories de propositions : d'une part, celles avec lesquelles on décrit les informations explicites et, d'autre part, celles qui sont inférées. Les règles proposées par Kintsch pour la construction des propositions laissent une large place à l'interprétation, ce qui remet en cause le modèle puisque le résultat de son application est largement déterminé par le contenu de la base de texte. Nous avons tenté d'élaborer un système de construction des propositions qui réduise au maximum la part de l'interprétation et soit implémentable. Le système proposé consiste en une suite de formules closes d'un langage propositionnel du premier ordre. Ce langage comprend des constantes, des symboles de fonctions, des symboles de relations (comprenant aussi les expressions des lieux et du temps) et des symboles de connecteurs. Utilisant un analyseur syntaxique LFG (élaboré dans le groupe Langage et Cognition du LIMSI), ce système permettrait d'automatiser l'analyse propositionnelle.
Après la construction de la base de texte, le modèle de "construction-intégration" comporte l'élaboration d'une matrice de connectivité qui détermine les modalités de propagation de l'activation. Un logiciel permettant de calculer automatiquement le poids des connexions et donc de simuler différentes adaptations du modèle a été construit. Dans une première phase, le modèle d'origine a été appliqué à un texte explicatif. On a montré que si, dans certaines conditions, le modèle s'avérait efficace pour dégager les structures descriptives, il était incapable de rendre compte de structures argumentatives comprenant raisonnement, suite causale et contre-argumentation. Une analyse technique des principes de construction de la matrice de connectivité ainsi que du résultat des simulations permet de dégager plusieurs classes de difficultés. Des solutions techniques sont proposées et les simulations montrent qu'elles permettent d'améliorer significativement le pouvoir prédictif du modèle (A. Guha et J.-P. Rossi).
Description des structures argumentatives
La plupart des modèles de l'argumentation peuvent être vus comme une tentative d'extension des outils de la logique au domaine de la rhétorique. Il semble nécessaire de contourner les difficultés de cette approche en intégrant à la représentation de la structure argumentative d'un texte des éléments pragmatiques, tout en trouvant le moyen de conserver l'idée d'un calcul. Ceci exige un type de représentation permettant d'articuler des dimensions différentes (unités élémentaires et groupes d'unités). Une structure de représentation de l'argumentation recourant aux derniers développements de la théorie mathématique des catégories (utilisant la notion de n-polygraphe) est envisagée.
THEME 3 : ACQUISITION ET REPRÉSENTATION DES CONNAISSANCES
Marie-Dominique Gineste, Patricia Duclos, Jean-François Le Ny, Véronique Scart-Lhomme, Adriana Benevides Soares (jusqu'en juin 1995)
Compréhension de phrases et modèles d'activation
Les modèles d'activation reposent sur l'hypothèse que la représentation sémantique construite dans l'esprit d'un sujet après qu'il a compris une phrase est le produit de l'activation, à un niveau variable, de structures cognitives normalement présentes de façon permanente en mémoire à long terme. Une thèse a rapporté une série d'expériences utilisant la technique du sondage, révélant que l'interposition d'une activité interférente entre la compréhension d'une phrase et le sondage produit un déclin progressif du niveau d'activation. L'adjonction de stimulus-amorces au stimulus-sonde principal mène à des résultats qui suggèrent que l'amorce joue, selon les cas, tantôt un rôle de facilitation, tantôt d'inhibition (P. Duclos). Des résultats ont également été obtenus au moyen de techniques de mise en relief (par soulignement de mots ou par titres préparatoires) de parties du sens des phrases. Ils font apparaître l'existence d'effets de suractivation des éléments sémantiques mis en relief (J.-F. Le Ny).
Acquisition expérimentale de nouveaux concepts
Une thèse a été consacrée à l'apprentissage de mots et de concepts nouveaux, leur intégration à la mémoire des sujets et leur utilisation dans la compréhension ultérieure de phrases incluant ces concepts. La phase d'apprentissage comportait plusieurs modalités de présentation des mots nouveaux et des concepts correspondants. La phase test consistait à utiliser les mots, et donc les concepts nouveaux, dans une courte histoire. La mesure utilisée était le temps dévolu à la lecture de la partie de phrase qui, dans l'histoire, contenait le concept nouveau. La question était de déterminer, à partir de la compréhension des histoires, le degré d'intégration en mémoire sémantique des concepts nouveaux, en fonction de leurs conditions d'acquisition. Les résultats font apparaître l'influence des facteurs comme le nombre de concepts appris et le nombre de répétitions lors de l'apprentissage (K. Dolgyra).
Une autre thèse a été consacrée à l'acquisition de mots et de concepts nouveaux, empruntés au domaine de l'informatique. Les sujets étaient des étudiants novices en informatique, des débutants ou des étudiants avancés ("experts"). Dans la phase test, les mêmes concepts étaient utilisés dans de petites histoires que les sujets devaient lire et comprendre, et qui comportaient un contexte plus ou moins en rapport avec la réalité informatique, donc supposé plus ou moins facilitateur. Après la lecture, les sujets étaient soumis à une épreuve de reconnaissance. Les résultats font apparaître un effet du contexte interne des textes au moment de la compréhension, mais peu de différences entre novices et experts (A. Benevides Soares).
Analogie et acquisition de connaissances
Si l'analogie est une forme de ressemblance entre entités différentes, acquérir une connaissance nouvelle par analogie, c'est acquérir une connaissance qui "ressemble" à une connaissance ancienne, bien structurée, disponible dans la mémoire de celui qui apprend. Pendant l'apprentissage, la connaissance ancienne est active et participe à l'élaboration de la connaissance nouvelle en cours de traitement. Des expériences ont été consacrées à l'analyse des processus intervenant dans la structuration d'une connaissance nouvelle introduite par une analogie, ainsi qu'à celle des représentations élaborées, puis conservées en mémoire à long terme après l'apprentissage.
Ces études portent sur la rapidité d'apprentissage de la nouvelle connaissance, la durée de son maintien en mémoire et les liaisons que le sujet établit entre les deux connaissances. Les techniques classiques de la psychologie, complétées par des techniques chronométriques, mettent en lumière le mécanisme d'identification de la similitude des objets comparés et celui de leur différenciation. Ainsi, à 11 ans, les élèves tirent bénéfice des analogies quand le domaine visé ne peut être appréhendé par observation directe. Cependant, l'analogie est d'autant plus utile que les correspondances entre les connaissances analogues sont explicitées (M.-D. Gineste).
Compréhension d'analogies et de métaphores
L'examen des processus en jeu dans le traitement des analogies (activation d'une représentation conservée en mémoire à long terme, comparaison de cette dernière à une représentation en cours de traitement, inférence de caractéristiques supplémentaires à partir des similitudes reconnues) nous conduit à étendre la question de la compréhension des analogies à celle des métaphores. Nous montrons que le traitement des métaphores poétiques s'accompagne de l'émergence de traits sémantiques nouveaux, non associés aux termes de la métaphore (topique ou véhicule). L'analyse des résultats prend en compte l'état de la mémoire de travail du sujet pendant le traitement (V. Scart-Lhomme).
Le Groupe développe ses thématiques à la fois en maintenant la spécificité conceptuelle et méthodologique de son approche et en recherchant les possibilités d'articulation interdisciplinaire avec son environnement. Les perspectives pour les trois thèmes du Groupe sont les suivantes : étude des interfaces entre la cognition visuo-spatiale et ses expressions linguistiques ; analyse des traitements mis en oeuvre dans la compréhension de textes scientifiques et de textes argumentatifs ; analyse des processus mis en oeuvre dans la construction de connaissances nouvelles. De nouvelles perspectives de collaboration se développent au sein du LIMSI (en particulier sur la gestion du dialogue dans la communication homme-machine et sur le projet de Plate-Forme Multimodale).
Activités d'enseignement et de diffusion des connaissances
1) Université de Paris-Sud :
- DEA de Sciences Cognitives (M. Denis, M.-D. Gineste, J.-P. Rossi). Responsabilité de modules : "Introduction à la psychologie" (J.-P. Rossi), "Structures de représentation" (M. Denis).
- DEA de Biomécanique et Physiologie du Mouvement (M. Cocude, J.-P. Rossi).
- DEA de Neurosciences (J.-P. Rossi).
- DESS Ergonomie et Conception des Produits (Direction : J.-P. Rossi).
- DESS Systèmes Homme-Machine (J.-P. Rossi).
- DES de Psychiatrie (M. Denis, M.-D. Gineste, J.-F. Le Ny).
2) Autres universités :
- DEA de Psychologie Cognitive, Université René-Descartes, Paris (M. Denis).
- DEA de Sciences Cognitives de Grenoble (M. Denis).
3) Ecoles :
- Contribution à l'Ecole du European Neuroscience Programme, "The Representation of Space", San Feliu de Guixols, Espagne, avril 1996 (M. Denis).
- Préparation d'une Ecole sur l'Imagerie Cérébrale sous l'égide du GIS Sciences de la Cognition, Caen, 1997 (M. Denis, B. Mazoyer).
4) Diffusion des connaissances :
- Ouvrage de J.-F. Le Ny et M.-D. Gineste, "La Psychologie" (Larousse, 1995).
- Notices dans le "Nouveau Dictionnaire de Psychologie" (Larousse, 1996) (J.-F. Le Ny, M. Denis, M.-D. Gineste).
5) Séminaires :
- Séminaire bimensuel du Groupe Cognition Humaine.
- Séminaire mensuel du Groupe de Travail ILE ("Image, Langage, Espace").
- Organisation de séminaires de l'Institut des Sciences Cognitives et de la Communication.
- Organisation de la Journée Scientifique Orsay-Humboldt (contrat PROCOPE), octobre 1994 (M. Denis, M. Carfantan).
- Préparation de symposiums dans le cadre du XXVIème Congrès International de Psychologie, Montréal, août 1996 (M. Denis : "Psychology and Cognitive Science" ; J.-P. Rossi : "Modularité dans la Compréhension des Textes").
Appartenance à des comités éditoriaux de revues scientifiques
- M. Denis : Journal of Mental Imagery, Psychological Research, European Journal of Cognitive Psychology, International Journal of Psychology, Cognitiva, L'Année Psychologique.
- M.-D. Gineste : Contemporary Educational Psychology.
- J.-F. Le Ny, J.-P. Rossi : L'Année Psychologique.
Responsabilités institutionnelles
1) Orsay :
- Bureau de l'Institut des Sciences Cognitives et de la Communication (Réseau Régional Paris-Sud du Programme Cognisciences) : J.-P. Rossi (jusqu'en juin 1995), M. Denis (depuis juin 1995).
- J.-P. Rossi est président de la Commission de Spécialistes (sections 16, 18, 19 et 22) de l'Université de Paris-Sud. M. Cocude et M.-D. Gineste sont membres de la Commission.
2) Au niveau national :
- M. Denis a été membre de la Section 29 du Comité National de la Recherche Scientifique et membre du Comité de Programme du PIR Cogniciences jusqu'en septembre 1995.
- M. Denis est Vice-Président de la Société Française de Psychologie, chargé des relations internationales.
- Appartenance à des Commissions de Spécialistes (16ème Section) : Lille III et Tours (J.-P. Rossi), Paris VIII et Angers (M. Cocude), Paris VIII et Paris-Nord (M.-D. Gineste).
- J.-P. Rossi est membre de la Commission Nationale d'Equivalence des Diplômes Etrangers.
- M. Cocude est membre de la Commission Pédagogique à l'UFR de Psychologie de l'Université de Paris VIII.
- M.-D. Gineste est membre du Conseil Scientifique de l'Université Paris-Nord.
3) Au niveau international :
- M. Denis est membre du Comité Exécutif de la Société Européenne de Psychologie Cognitive. Il est membre du Comité Exécutif de l'Union Internationale de Psychologie Scientifique, responsable d'un Réseau sur la psychologie et les sciences cognitives.
- J.-P. Rossi est trésorier de l'Association de Psychologie Scientifique de Langue Française.
1) Orsay :
Groupe d'Imagerie Neurofonctionnelle, CEA, Hôpital d'Orsay ; Laboratoire de Neurobiologie de l'Apprentissage et de la Mémoire, Université de Paris-Sud, Orsay.
2) Au niveau national :
Centre de Recherches du Service de Santé des Armées (Grenoble) ; Hôpital Louis-Mourier (Colombes) ; CHU de Poitiers.
Collaborations dans l'Axe Thématique "Représentation de l'Espace" : LPPA, Collège de France (A. Berthoz, M.-A. Amorim) ; Laboratoire de Neurosciences Cognitives (C. Thinus-Blanc) ; IRIT (M. Borillo) ; Laboratoire Jacques-Lordat (J.-L. Nespoulous).
3) Au niveau international :
Stanford (B. Tversky), SUNY (N. Franklin), Northeastern (D. Bryant, B. Indurkhya), McGill (C. Frederiksen), Purdue (C. Donnelly), Northwestern (D. Gentner), Humboldt (E. van der Meer, F. Klix), Aberdeen (R. Logie), La Laguna (M. de Vega), Padoue (C. Cornoldi), Sarrebruck (J. Engelkamp, H. Zimmer), Trêves (K. Wender), Universités de Milan, Turin, Pavie, Parme.
Conventions de recherche et contrats
1) Paris-Sud :
- Actions incitatives du LIMSI : M. Denis ; J.-P. Rossi ; M.-D. Gineste.
2) Au niveau national :
- PRC Communication Homme-Machine : "Dialogue Adaptatif : Langue et Interaction" (DALI) (resp. : G. Sabah) (M. Denis, A. Gryl).
- GIS Sciences de la Cognition : "Corrélats cérébraux de la cognition spatiale : Mesures en TEP de réponses cognitives en fonction de différents types d'entrées sensorielles" (resp. : M. Denis ; collaboration avec le CEA-SHFJ-GIN, B. Mazoyer).
3) Au niveau international :
- Contrat CNRS-NSF : "Investigating the psychological basis of creative metaphors and analogies" (M.-D. Gineste, avec B. Indurkhya, Northeastern University, Boston).
- M. Denis est le coordinateur d'un réseau de cinq laboratoires européens soutenu par la Commission des Communautés Européennes (Orsay, Padoue, Aberdeen, La Laguna, Sarrebruck) sur le thème "Imagery, Language and Representation of Space : A Cognitive Approach" (Capital Humain et Mobilité).
| DptCHM |
| 
Sommaire
|
|
Présentation |
|
|---|