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Variations Stratégiques et Cognition
Patrick LEMAIRE
Master 1 – EAV
Age-related changes incognitive performance
AGE
PE
RF
OR
MA
NC
E
Negative
Zero
Positive
What are the underlying mechanisms?
- Quantitative Factors (Proc. Speed, WM, Inhibit°)
- Qualitative Factors (e.g., Cognitive Strategies)
Plan
• Strategies: Définitions – Distinctions
• Stratégies: Méthodes d’étude
• Stratégies: Evidences empiriques distinguant 2 stratégies (ou plus).
Cognitive Strategy : Definition
• « Procedure or set of procedures to accomplish a high-level goal » (Lemaire & Reder, Mem&Cog, 1999, p. 365)
• « Set of methods to accomplish a cognitive task » (Newell & Simon, GPS-book,1972, p. 127)
Deux stratégies identiques
Cas 1: Deux stratégies non différentes: Même nombre et même type de processus
Cas 2: : Deux stratégies non différentes: Nombre identique de processus
Processus a Processus b Processus cStratégie 2
Processus a Processus b Processus cStratégie 1
Processus a Processus b Processus c Processus dStratégie 1
Processus a Processus b Processus c Processus dStratégie 2
Stratégies différentes
Cas 2b: Nombre de processus différent, trois processus identiques
Stratégie 2
Stratégie 1
Cas 2a: Nombre et (tous les) tppe(s) de processus différents
Processus a Processus b Processus c
Processus d Processus e Processus f Processus g
Stratégie 2
Stratégie 1 Processus a Processus b Processus c
Processus a Processus b Processus c Processus d
Stratégie: Suite de processus
Cas 3a: Nombre de processus identique, un processus différent
Processus a Processus b Processus cStratégie 1
Processus a Processus b Processus dStratégie 2
Stratégie: Suite de processus
Processus a Processus d Processus eStratégie 2
Processus a Processus b Processus cStratégie 1
Cas 3b: Nombre de processus identique, deux processus différents
Cas 3c: Nombre de processus identique, trois processus différents
Processus d Processus e Processus fStratégie 2
Processus a Processus b Processus cStratégie 1
Variantes d’une même stratégie
Processus a Processus b Processus cVariante 1
Cas 1: Une stratégie à 4 processus
Cas 2: Une stratégie à 5 processus
Processus d
Processus a Processus c Processus bVariante 2 Processus d
Processus a Processus b Processus cVariante 1 Processus d Processus e
Processus a Processus b Processus dVariante 2 Processus c Processus e
Processus a Processus c Processus bVariante 3 Processus d Processus e
Stratégies: Exemple 1Tâche de résolution de problèmes
4+7=?
• Stratégie 1: 4+1+1+1+1+1+1+1 (Strat Min)
• Stratégie 2: 7+1+1+1+1 (Strat Max)
• Stratégie 3: 7+2+2 (Strat Decomp op1)
Etc etc….
Stratégies de calcul mental: Performances
STRATEGIES SESSION 1 SESSION 2
Counting fingers 6.1 4.5
Verbal Counting 4.2 3.3
Retrieval 2.6 2.0
Geary et al. (1991). Etude longitudinale de la résolution d’additions simples
Strategies Session 1 Session 2 Session 3
Retrieval 3.9 2.8 2.9
Repeated Additions 18.8 14.7 11.8
« I don’t know ». -- -- --
Lemaire & Siegler (1995). Etude longitudinale de la résolution de multiplications simples
Stratégies de calcul mental simple
Encoder les Opérandes (m,n)
Réponse
Initialiser compteur interne avec
le plus grand opérande
Minimum
Ajouter le plus petit opérandepar pas de 1
m<n?
Encoder les Opérandes (m,n)
Réponse
Initialiser compteur interne avec
le plus petit opérande
Maximum
Ajouter le plus grand opérande
par pas de 1
m<n?
Encoder les Opérandes (m,n)
Réponse
Initialiser compteur interne avec
l’opérande non décomposé
Décomposition
Ajouter l’opérande décomposé
Décomposition d’undes deux opérandes
Encoder les Opérandes (m,n)
Réponse
Activation de la Somme en Mémoire à
Long Terme
Récupération
Stratégies de vérification: Performances
1300
1500
1700
1900
2100
8x5<41 8x5<47
Ver
ifica
tion
times
(in
ms)
Duverne & Lemaire, 2004 (JoG:PS)
Exhaustive verification Approximate verification
Stratégies: Exemple 2 Tâche de vérification de problèmes
Stratégie 1 – Stratégie de Vérification Exhaustive - 8x4=31
Encodage Récupération Comparaison Décision Réponse
Stratégie 1 – Stratégie de Jugement de Plausibilté - 8x4=39
EncodageRécupération
Rapide PartielleRejet immédiat Réponse
Questions?• Comment étudie-t-on les stratégies dans une tâche?• Quels sont les arguments nécessaires et suffisants pour
faire la distinction entre deux stratégies?• Combien faut-il distinguer de stratégies dans une tâche
cognitive? • Les stratégies sont-elles spécifiques à une tâche ou
communes à plusieurs tâches?• Distinction entre stratégies-processus-mécanisme?• Etc etc…
Strategy identification methods
Direct approach
Indirect approach
Direct approach: Principle
Collecting as many external behavioral
evidence (verbal reports, video-recordings, direct observ°) of strategies as possible
Direct approach: Example of arithmetic
16 - 7 12 - 9 / 4 - 3
Arnaud & Lemaire, 2008 (Cortex)
Finger Counting Direct Retrieval
Two-digit addition problem solving: Use of 9 strategies
StrategiesExample (12+46)
1 - Rounding the first operand down (10 + 46) + 2
2 - Rounding the second operand down (12 + 40) + 6
3 - Rounding both operands down (10 + 40) + (2 + 6)
4 - Columnar retrieval (2 + 6) + (10 + 40)
5 - Rounding the first operand up (20 + 46) - 8
6 - Rounding the second operand up (12 + 50) - 4
7 - Rounding both operands up (20 + 50) - 8 - 4
8 - Borrowing units 18 + 40
9 - Retrieving 58
Lemaire & Arnaud, 2008 (AJP)
Indirect approach: Principle
« The use of multiple strategies is inferred from the patterns of speed and accuracy that arise as a function of the factors that define the stimulus set »
(Lemaire & Reder, 1997, p. 365)
Indirect Approach: Example
8x5 < 41 vs. 8x5< 47
RT differences -> Strategy Differences
1300
1500
1700
1900
2100
8x5<41 8x5<47
Ver
ifica
tion
times
(in
ms)
Duverne & Lemaire, 2004 (JoG:PS)
Exhaustive verification Approximate verification
Age x Problem
0
500
1000
1500
2000
2500
Young Older
Ver
ific
atio
n T
imes
(in
ms)
8x5<41
8x5<47*
Duverne & Lemaire, 2004 (JoG:PS)
ERP Data
Young Older Fixation First Second operand
Small Large
Second operand
El Yagoubi, Lemaire, & Besson, 2005 (JoCN)
215 ms
Combinaison d’approches
Méthodes Directes et Indirectes
Age and Strategy Distribution
Marseille 2
How many dots?
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
Small Large
% d
ev
iati
on
YoungOlder
Numerosity estimation performance
Lemaire & Lecacheur, 2007 (JoG:PS)
Numerosity estimation: Eye movements in instructed condition
Benchmark
Gandini, Lemaire, & Dufau (2009)
Anchoring
Comment distingue-t-on les stratégies?
• Arguments Expérimentaux
• Argumentaux Développementaux/Différentiels
• Arguments Pathologiques
• Arguments de la neuro-imagerie
Arguments Expérimentaux: Exemple Etude de Reichle et al., 2000
Le carré est au dessus du triangle
VF
Stratégies en raisonnement verbal Reichle et al. (2000)
Consignes pour la Stratégie Imagerie visuelle
« Lisez chaque phrase attentivement et fabriquez mentalement une image du contenu. Ensuite, à l’apparition de l’image sur l’écran, décidez si la phrase décrit l’image. »
Consignes pour la Stratégie Verbale
« Lisez rapidement chaque phrase à son apparition. N’essayez pas de fabriquer une image mentale des éléments de la phrase. Essayez plutôt de lire la phrase suffisamment longtemps pour vous en rappeler jusqu’à ce que l’image apparaisse sur l’écran. Après l’apparition de l’image, décidez si la phrase décrit l’image. »
Stratégies en raisonnement verbal: Résultats Reichle et al. (2000)
0
300
600
900
1200
1500
1800
2100
Vraie Affirmative FausseAffirmative
Vraie Négative FausseNégative
Tem
ps
de
rép
on
se (
en m
s)
Stratégie Verbale
Stratégie Visuelle
Exemple d’arguments développementaux:Stratégies de calcul mental
STRATEGIES SESSION 1 SESSION 2
Counting fingers 6.1 4.5
Verbal Counting 4.2 3.3
Retrieval 2.6 2.0
Geary et al. (1991). Etude longitudinale de la résolution d’additions simples
Strategies Session 1 Session 2 Session 3
Retrieval 3.9 2.8 2.9
Repeated Additions 18.8 14.7 11.8
« I don’t know ». -- -- --
Lemaire & Siegler (1995). Etude longitudinale de la résolution de multiplications simples
Arguments différences individuellesReichle et al., 2000
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Moyen Fort
Niveau Langagier
Po
urc
en
tag
es m
oyen
s d
e m
ots
co
rre
cte
me
nt
rap
pe
lés Stratégie Visuelle
Stratégie Verbale
Arguments de la neuro-imagerieétude de Reichle et al., 2000
0
5
10
15
20
25
30
Aires du langage Aires visuo-spatiales
No
mb
res
mo
ye
ns
de
vo
xe
ls a
cti
vé
s
Stratégie Verbale
Stratégie Visuelle
(régions temporales supérieures et frontales inférieures)
(cortex pariétal gauche et droit)
Vieillissement et Stratégies
• Existe-t-il des variations stratégiques au cours du vieillissement? Si oui, lesquelles?
• Ces variations sont-elles déterminantes des différences jeunes-âgés?
• Quels sont les facteurs affectant ces variations stratégiques?
• Quels sont les mécanismes à la base des variations stratégiques?