Perception
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Qu’est-ce que la perception et comment l’étudier ?
Définitions et implications
Qu’entend-on par perception ? La perception va désigner l’ensemble des mécanismes et procédures qui vont nous permettre de prendre connaissance de notre environnement (visuel, auditif…) sur la base des informations élaborées par nos sens et de construire nos représentations mentales de ce monde.
Intuitivement cela dit que c’est une activité permanente, on est constamment en train de percevoir les différents stimuli de notre environnement, et cela semble assez facile, automatique et passif à la fois.
On peut souligner quelques mots : mécanisme, procédure, élaborer et construire. Si on regarde le sens de ces différents mots-clés, ce sont des mots qui sont loin de cette idée de passivité. Un message très important qu’il faut retenir ici, c’est que la perception ce n’est pas une activité passive, la perception est une action de la part du sujet, il va mettre en œuvre des mécanismes pour construire ses représentations perceptives. Pour construire ses percepts. Il vaudrait ainsi mieux parler d’action perceptive.
Le réel n’est pas le vécu
Si c’était complètement passif, ça veut dire que finalement nos percepts, nos représentations perceptives des objets qui nous entourent, seraient le reflet direct de ces objets. Or il est clair que ce n’est pas le cas, ils ne sont pas des copies des objets qui nous entourent. Ce qu’on perçoit c’est parfois très différent de ce qui existe physiquement. Ce qui nous conduit à dire cela c’est :
- La stimulation initiale n’est pas l’objet en lui-même, mais l’énergie qui provient de cet objet. Par exemple quand un son est produit (guitare par exemple), ce qu’on perçoit c’est l’onde sonore généré par la corde, qui s’est propagé dans l’air (donc déjà ça la modifie), puis reçu par notre oreille et transformé en information électrique : « Traduttore, traditore ! »
- Notre percept est fortement dépendant des propriétés des récepteurs sensoriels. Par exemple avec le système auditif, il fonctionne d’une manière spécifique, qui a des limites. Et ce que va décrire le physicien (dans le domaine sonore), on va avoir une description des gammes sonores des infrasons jusqu’aux ultrasons. Ces deux types de sons, nous ne les percevons pas.
- Et enfin troisième raison qui nous fait dire que les percepts ne sont pas des simples copies des objets physiques, c’est que la perception implique de nombreux traitements qui sont fonction des attentes et motivations du sujet.
Il vaudrait donc mieux parler d’activités perceptives ou de constructions perceptives.
Il faut également savoir faire la distinction entre trois termes / concepts : Stimulus, sensations et perception.
Première chose, distinction entre stimulus et sensations :
Stimulus et sensation.
Le stimulus serait l’onde sonore et la sensation serait la réception de l’information sonore par notre organe sensoriel. Autre exemple, la couleur n’existe pas physiquement, il s’agit d’une sensation (dimension psychologique !). C’est lié aux différentes longueurs d’ondes. C’est parce que nous somme doter d’un système visuel particulier que nous pouvons détecter et percevoir ces longueurs d’ondes. Physiquement la couleur n’existe pas.
Cela suggère une chose. Est-ce que percevoir consiste-t-il simplement au fait d’accéder aux stimuli par les sens ?
Nos sensations ne sont que liées à l’activité de nos systèmes sensoriels. Mais l’intensité de la sensation et en règle générale est liée à l’intensité du stimulus (pas forcément de façon linéaire).
Sensation et perception
Cette distinction a perdu un peu de sa rigidité. Si on prend deux définitions différentes, pour la sensation : La sensation correspond à une évènement psychique élémentaire résultant d’une modification de l’environnement. Cela implique que la sensation va être spécifique d’une modalité sensorielle (on va donc parler de sensation visuelle, olfactive, auditive…). Et la perception : C’est le résultat de l’intégration de nombreuses sensations différentes sur lesquelles l’individu effectue un choix, prend une décision en fonction des apprentissages antérieurs, des attentes, des motivations affectives et cognitives, des coûts et des gains liés à la décision perceptive.
Pour dire les choses simplement, la perception c’est en quelque sorte l’interprétation de nos différentes sensations.
Si on souhaite proposer une classification de nos sensations, la classification la plus usitée qu’on retrouve partout, c’est une classification totalement dépendante de nos 5 sens. Il y a donc 5 sensations spécifiques :
Mais ces 5 sens ne suffisent pas. A ces sensations spécifiques, il faut en rajouter d’autres, comme les sensations somesthésiques :
Et si on réfléchit, et là on va parler de perception, notamment de l’espace, qui repose sur plusieurs modalités spécifiques. On va avoir ici une association de différents sens. On parle ici de perception puisque ce n’est pas une modalité spécifique.
Et une dernière passionnante, qui est la perception du temps. Ici il n’y a pas de systèmes physiologiques sensoriels connus. Il y a par exemple une hypothèse actuelle sur le TDAH, certains auteurs suggèrent que ce n’est pas un problème d’attention mais de temps qui passe.
Étudier la perception
On retrouve trois composantes dans la perception.
- Le stimulus : Il faut un minimum de connaissances sur comment on décrit le stimulus physique qui active nos sens. Relève du domaine de la physique
- Le processus sensoriel : Le système visuel par exemple, comment il fonctionne d’un point de vu physiologique. Relève du domaine de la physiologie.
- Le percept : relève du domaine de la psychologie.
Toujours, quand on s’intéresse à la perception, il faut savoir décrire ou au minimum comprendre ces trois composantes.
Les théories de la perception.
On va voir ici comment la perception a été amenée au travers des principales théories.
Du structuralisme au Gestaltisme
Le structuralisme voit la perception comme le résultat de l’addition de nombreuses sensations élémentaires. La perception finale repose sur la structure es associations réalisées entre les différentes sensations. Il y avait cette approche très élémentariste. La perception, au bout du compte, c’était l’addition de plusieurs sensations étudiées séparément. Et ensuite on a vu apparaître le behaviorisme. Pour eux, les états mentaux et le fonctionnement intellectuel et donc sous-entendu l’accès à nos sensations, étaient inaccessibles à une étude objective et les phénomènes psychologiques ne peuvent s’expliquer que par des comportements réflexes (stimulus – réponses). C’est le principe de la boîte noire. Ils se disaient que de toute façon ils ne pouvaient pas décrire la sensation, seulement le comportement.
Ensuite, est arrivé le Gestaltisme. Là on a déjà une approche un peu différente des deux premières approches puisque cette fois-ci on intègre le rôle actif du sujet. Ce n’est plus l’environnement qui agit sur le sujet mais ce dernier qui va structurer et organiser son environnement. Dans le Gestaltisme il y a cette notion de forme résultant de l’organisation des éléments et non plus de la simple addiction des sensations produites par chacun des éléments. « Le tout est différent de la somme des parties ».
Exemple avec l’expérience sur le mouvement apparent (Wertheimer, 1912). On met le sujet dans le noir, une lumière s’allume à gauche, puis 50ms plus tard une lumière s’allume à droite. Il y a de suite une perception de mouvement. Une lumière qui bouge de gauche à droite. Mais dans la réalité physique il n’y a pas de mouvement. Wertheimer s’est dit à ce moment-là que nous construisons ce que nous percevons, nous avons construit le mouvement de la lumière.
Apports de la théorie du Gestalt
La Gestalt théorie a beaucoup apporté, notamment dans le domaine de la perception visuelle et auditive. Toutes les connaissances sur la façon dont on organise les éléments perçus en des touts cohérents. La première question qui a été posée par les Gestaltistes c’est comment on perçoit un objet dans un environnement. Qu’est-ce qui me permet de décider, de distinguer le fond de la figue ?
Exemple avec le vase de Rubin, où l’on peut soit voir un vase soit deux visages de part et d’autre du vase. Avec ce type de figure ambigüe, Rubin, qui était lui-même psychologue, selon lui, la figue se distingue du fond par quatre critères :
- La figure a un caractère d’objet et est plus facilement mémorisable que le fond, qui lui a un caractère de substance, de matière sans forme.
- La figure paraît plus proche en avant du fond.
- Le fond semble se continuer derrière la figue.
- Le contour semble appartenir à la figue.
Ce dernier critère explique pourquoi dans les lithographies, soit on perçoit des bateaux, soit des poissons.
Rubin a également proposé plusieurs propriétés des stimuli visuels qui étaient susceptibles d’influencer la perception figue-fond :
- La symétrie. Ce qui est symétrique est perçu comme un objet, donc la figue.
- L’orientation.
- La taille. Les formes plus petites seront plus souvent considérées comme la figue.
- La fermeture ou l’inclusion. Ce qui est fermé est plus facilement perçu comme une figure.
- Les liaisons
- La convexité et l’emporte sur la symétrie.
Nous pouvons également retrouver la loi de proximité, de similitude (des éléments qui vont être similaires vont avoir tendance à s’organiser en une même forme), la loi de symétrie, de continuité, d’orientation, du destin commun (des éléments qui vont évoluer dans le temps, en même temps, vont avoir tendance à s’organiser en une même forme).
La théorie cognitive
La théorie cognitive, à l’inverse des behavioristes, a été de s’attacher à décrire les processus mentaux en jeu dans la représentation perceptive. La perception est le résultat de l’ensemble des opérations mentales qui permettent de donner une signification aux entrées sensorielles. L’objectif était donc d’expliciter ces opérations mentales (contenues dans la boîte noire).
Les cognitivistes mettent en avant une notion de niveaux de traitement, intégrant :
- Le niveau sensoriel : Concerne des mécanismes automatiques et élémentaires. Sans attention. Et très rapide (<50ms). C’est le codage de l’orientation, de la fréquence spatiale, de la disparité rétinienne, de la direction du mouvement.
- Le niveau perceptif : Organisation des différents éléments, des scènes visuelles. C’est l’organisation perceptive de la scène visuelle. Perception de formes et d’objets en 2D.
- Le niveau cognitif : Le niveau des représentations, des percepts. C’est là que vont se faire toutes les représentations sémantiques. Représentations en 3D, sémantiques, phonologiques et lexicales…
On va décrire précisément, d’un côté les processus ascendants qui vont dépendre fortement des caractéristiques du stimulus : C’est le processus Bottom-Up. Ce sont des processus en général automatiques. Et on dit ascendant puisqu’ils vont de la périphérie vers le central. Du niveau sensoriel vers le cognitif.
A ces processus ascendants s’ajoutent des processus descendants : Top-Down. Ils ne sont pas dépendant des caractéristiques du stimulus mais des attentes, motivations, besoins du sujet. Et vont aller du haut vers la périphérie. Du niveau cognitif vers le sensoriel.
La théorie écologique
Dernière théorie, extrêmement importante et d’actualité pour décrire la perception. Le fondateur de cette théorie c’est J.J. Gibson qui s’oppose fortement à la théorie cognitive. Pour lui toutes les informations nécessaires à la perception sont dans notre environnement. Pour lui la perception est directe. Selon lui ça n’a aucun sens d’étudier un sujet en laboratoire, on le met dans une situation qu’il ne connaît jamais. Pour lui il faut étudier le sujet dans un contexte naturel, écologique.
La perception est directe et les informations sont transmises par le « réseau optique ambiant ». Il y a un rôle très important des mouvements oculaires et du corps de l’observateur dans la perception.
C’est une façon de penser qui a du sens pour comprendre la perception.
Autre notion, celle de l’Affordance (ou potentialité), qui correspond aux potentialités d’action que les objets nous présentent d’emblée. Pour J.J. Gibson, admettons une chaise, la première chose qui me vient c’est sa fonction : c’est fait pour s’assoir dessus. C’est une théorie très actuelle qui met au centre de la perception, l’action.
Comment mesurer nos sensations
Qu’est-ce que la psychophysique ?
L’objet général de la psychophysique est l’étude des relations entre les variations de l’univers physique qui nous entoure et les variations psychologiques concomitantes. On est bien dans une discipline qui va faire un lien entre deux domaines : La physique et la psychologique. Ici, la sensation est fonction de l’intensité du stimulus : S=f(I)
Donc l’objectif c’est de créer ce lien entre physique et psychologie. SI on prend par exemple le domaine auditif, on peut décrire le niveau acoustique avec une échelle de décibels. On peut aussi décrire la fréquence du son en "Hz" et la composition spectrale (les différentes harmoniques, etc.). Pareil pour la stimulation lumineuse, on peut parler d’intensité lumineuse en Watt ou en Luminance. On peut aussi décrire sa couleur, où on parlera plus de chrominance (avec d’une part la longueur d’onde et le facteur de pureté.
L’idée de la psychophysique c’est qu’on peut faire la même chose dans le domaine psychologique, mais là on va avoir des dimensions différentes. Le corrélat dans le domaine sensoriel du niveau acoustique :
- Comme on parle de sensations et non de physique, on va parler ici de l’échelle de la Sonie pour décrire l’intensité et pour mesurer la fréquence on parlera de la hauteur (grave, médium, aigu).
- De même avec la sensation visuelle, pour l’intensité ici on parle de luminosité (sombre, clair)
- Et le corrélat sensoriel de la chrominance c’est la chromaticité (avec la teinte (violet, bleu…) et la saturation (pâle, vif…)).
Pour pouvoir établir une correspondance entre le domaine physique et sensoriel il faut pouvoir disposer d’échelles de mesure. Si un stimulus est trop faible pour être perçu il faut trouver une intensité suffisante pour qu’il soit perçu. On va considérer que c’est le point de départ, le niveau le plus faible qui peut être perçu.
Ce qui nous amène aux notions de seuil :
La notion de seuil
On retrouve deux types de seuil :
- Le seuil absolu : La valeur minimale du stimulus qui va provoquer une sensation tout juste perceptible. Statiquement, le seuil absolu va correspondre à la valeur du stimulus qui aura une chance sur deux d’être perçu.
- Le seuil différentiel : Correspond à la quantité minimale dont un stimulus doit varier pour produire une sensation différente. Statiquement le seuil différentiel correspond à l’écart entre deux valeurs du stimulus qui a une chance sur deux d’être perçu.
Les méthodes de mesure de seuil
Les méthodes les plus fiables sont celles qui vont me permettre d’extraire ces données psychométriques sans inconvénients. Trois méthodes de mesure de seuil peuvent être utilisées :
- La méthode d’ajustement : Le principe est simple. On va demander au sujet d’ajuster lui-même la valeur du stimulus afin de le percevoir, qui lui permet tout juste de le détecter. L’intérêt de cette méthode c’est qu’elle est très rapide.
- Avantage : Facile et rapide pour les sujets.
- Inconvénient, elle est relativement peu fiable et il n’y a aucun moyen de construire la fonction psychométrique.
- La méthode des limites : Plus précise. Le sujet est soumis à plusieurs séries de stimulations par valeurs croissantes puis par valeurs décroissantes. Pour chaque série, on note la valeur d’intensité qui correspond à un changement de perception. La valeur seuil correspond à la moyenne des intensités auxquelles il y a eu un changement de perception.
- Avantage : Elle est rapide et facile pour les sujets mais implique des erreurs de persévérations (le sujet est habitué à donner toujours la même réponse et à tendance à conserver son jugement alors qu’il y a eu un changement de perception) et des erreurs d’anticipation.
- La méthode des stimuli constants : Le sujet est soumis plusieurs fois à des stimuli de différentes intensités dans un ordre aléatoire. A chaque stimulation, le sujet répond oui ou non selon qu’il perçoit ou non le stimulus. C’est la méthode la plus longue et la plus fastidieuse mais permet de tracer la fonction psychométrique et permet d’éviter les erreurs de persévération et d’anticipation.
Les méthodes les plus fiables lorsqu’on souhaite mesurer un seuil sont les méthodes pour lesquelles on va pouvoir construire cette fonction psychométrique.
Limites de la notion de seuil
Cette limite est essentiellement liée à la réponse du sujet. Dans toutes les situations envisageables quand on chercher à mesurer un seuil (absolu ou différentiel) on ne pourra jamais mesurer la réponses sensorielle (de l’organisme) du sujet. Même si on pense à l’activité électrodermale par exemple, on a accès un peu plus à la réponse sensorielle du sujet.
Ça c’est un vrai problème parce que, quelle que soit la méthode utilisée, on va avoir trois éléments importants :
- Le stimulus -> La sensation ou Réponse Sensorielle (RS) -> Réponse de jugement (RJ).
Quand le sujet répond par rapport à sa sensation, l’hypothèse qu’on émet, c’est qu’on a une relation directe et constante entre cette réponse sensorielle et la réponse de jugement. On s’attend à avoir une relation directe et constante entre la Rs et la Rj. Si on revient aux précédentes définitions, on sait que l’on est rarement dans cette relation directe et constante. Pour obtenir une relation la plus directe et constante, on demande une tâche très simple où le sujet n’a pas à réfléchir. Mais même avec ce type de paradigme, de toute façon, le sujet, sa réponse de jugement sera toujours « polluée », « entachée » par un contexte particulier, par l’enjeu qu’il va mettre dans la tâche, par l’état mental du sujet. Cela va l’amener à produire une Rj plus ou moins éloignée de sa véritable réponse sensorielle.
De même, admettons deux sujets, Lucien et Caroline. Lucien semble avoir une meilleure sensibilité auditive que Caroline. Mais pour ce premier, il a une stratégie de réponse différente de caroline. Lucien semble également donner des réponses positives lorsqu’il a un doute sur la perception du son, à la différence de Caroline qui répond négativement.
Ainsi on retrouve un lien qui existe entre les stratégies de réponses et les capacités sensorielles / perceptives du sujet. Un outil permet à ce titre de différencier ces deux éléments : La théorie de la détection de signal (DTS).
La théorie de la détection de signal (DTS)
Ici on va avoir deux types d’essais. Des essais où les stimuli sont présentés et des essais où les stimuli ne sont pas présentés. Ces derniers sont appelés des « essais bruit ». Les premiers sont les « essais SIGNAL + Bruit ». A cela on peut recueillir deux types de réponses de la part du sujet via la question « Avez-vous ou non perçu le signal ? ». Si on croise ces deux types d’essais, on va pouvoir recueillir quatre types de score.
- Première possibilité, le sujet répond positivement alors qu’il n’y avait pas de son : Fausse alarme.
- Deuxième possibilité, le sujet détecte le signal et il y avait bien un signal : Détection correcte.
- Troisième possibilité, le sujet ne détecte pas le signal alors qu’il n’y en avait pas : Rejet correct.
- Quatrième possibilité, le sujet ne détecte pas le signal alors qu’il y en avait un, Omission.
A ce moment-là on va pouvoir déterminer deux types de paramètres :
- Un paramètre qui nous renseigne sur les capacités perceptives du sujet
- Un paramètre qui nous renseigne sur les stratégies de réponses.
A partir de ces deux pourcentages on peut déterminer donc un paramètre qui nous donne des indications sur les performances du sujet « d’ » et un paramètre qui nous renseigne sur les stratégies du sujet « Bêta ».
Admettons ensuite que l’on propose 15€ par décision correcte et 2€ par rejet correcte. Pour une omission correcte ils perdent 2€ et pour une fausse alarme ils perdent également 2€. On voit à ce moment-là que les participants répondent positivement pour toutes les stimulations. C’est ce qu’on appelle le comportement aventureux / libéral. Si cette fois-ci on propose 15€ par rejet correct (au lieu de la détection correcte), il vaut donc mieux répondre négativement à toutes les stimulations parce qu’elles rapportent plus d’argent. Cela change drastiquement les stratégies de réponse des sujets. C’est ici ce qu’on appel un comportement prudent.
On voit ici déjà qu’on peut changer la stratégie des sujets. On peut représenter graphiquement ces résultats, au travers d’un réseau de courbes ROC (receiver operating characteristic). On y voit que chaque correspond à une valeur du « d’ ». Plus les capacités perceptives / sensorielles sont bonnes, plus la valeur du d’ par évoluer positivement. Un d’ qui correspond à 0 signifie que le suejt répond complètement au hasard.
La position des points sur l’une des courbes va me renseigner sur les capacités perceptives du sujet. On voit que Lucien et Caroline sont sur la même courbe d’, du coup on peut conclure qu’ils ont exactement les mêmes capacités sensorielles.
La position sur la courbe va permettre de mettre en avant la stratégie du sujet, soit libéral, soit conservateur.
Liens externes
- "Traduttore, traditore" : Page internet expérimentant les illusions visuelles et présentant succinctement la psychophysique.Réalisée par Nicolas Hervy le 15 janvier 2022, dans le cadre du cours STIC I.