Rotation mentale : comment notre esprit parvient-il à faire tourner des objets ?

L’esprit humain est quelque chose de très mystérieux, on a donc essayé de découvrir quels sont les mécanismes impliqués derrière son fonctionnement. La psychologie cognitive a mené plusieurs expériences dans lesquelles ils ont cherché à élucider les inconnues qui se cachent derrière notre pensée.

L’une des questions que cette branche de la psychologie a tenté de résoudre a été de savoir comment nous, les humains, parvenons à traiter et à interpréter des images qui nous sont présentées inversées ou tournées tout en les voyant pour ce qu’elles sont.Roger Shepard et Jacqueline Metzler ont posé cette question en 1971 et l’ont abordée expérimentalement, en concevant le concept de rotation mentale.

Voyons ce qu’est cette idée et comment ces chercheurs l’ont creusée en expérimentant en laboratoire.

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Qu’est-ce que la rotation mentale ?

En 1971, à l’université de Stanford, Shepard et Metzler ont mené une expérience qui allait les catapulter vers la gloire dans le domaine des sciences cognitives. Dans cette expérience, ils ont présenté aux participants des paires de figures tridimensionnelles ayant des orientations différentes. La tâche que les participants devaient accomplir était d’indiquer si les deux figures présentées dans chaque essai étaient identiques ou si elles étaient des images miroir l’une de l’autre.

Après cette expérience, on a vu qu’il y avait une relation positive en termes d’angle de présentation des figures et de temps de réponse des sujets. Plus le degré d’inclinaison présenté ces images était important, plus il leur était difficile d’indiquer si les figures étaient identiques ou non.

Sur la base de ces résultats, on a émis l’hypothèse que, lorsqu’on présente des images dont l’angle n’est pas celui habituellement montré (90º, 120º, 180º…), ce que nous faisons mentalement est de faire tourner la figure jusqu’à ce que nous atteignions un degré d’inclinaison qui soit  » normal « . Sur cette base, plus l’objet est incliné, plus il faudra du temps pour le faire tourner mentalement.

Shepard et Metzler, à partir de tous ces résultats, ont supposé que le processus de rotation impliquait de passer par une série d’étapes. Tout d’abord, l’image mentale de l’objet en question est créée. Après cela, cet objet a été tourné jusqu’à ce qu’il atteigne l’inclinaison permettant la comparaison ultérieure et, enfin, il a été décidé s’il s’agissait de deux objets identiques ou non.

Légitimité et expérimentation ultérieure

Shepard et Metzler, grâce à son expérience désormais célèbre, ont commencé à aborder les expériences de rotation mentale en étudiant différentes variables. Au cours des années 1980, un nouveau concept a émergé de l’expérimentation de ces deux chercheurs, l’idée d’imagerie mentale. Ce terme fait référence à la capacité de manipuler mentalement la position des objets, après en avoir fait une représentation dans notre esprit.

Grâce aux techniques modernes de neuro-imagerie, il a été possible de voir comment les tâches de rotation des objets affectent le niveau neuronal. Au cours des deux dernières décennies, grâce à la technique du potentiel cérébral évoqué, il a été possible d’enregistrer les réponses du cerveau des participants pendant l’exécution de ce type de tâche. On a observé que les tâches de rotation mentale augmentent l’activité des régions pariétales, qui sont impliquées dans le positionnement spatial.

Cette expérience a été reproduite en utilisant des lettres, des mains, des chiffres et d’autres symboles tournés et inversés pour voir combien de temps les sujets mettaient à répondre et comment la connaissance du symbole présenté influençait la vitesse à laquelle ils répondaient avec succès aux essais.

Différences individuelles

D’autres recherches ont tenté de voir s’il existait des relations entre le sexe, le groupe d’âge, la race ou même l’orientation sexuelle et l’efficacité des tâches d’imagerie mentale.

Dans les années 1990, on a cherché à savoir s’il existait des différences entre les hommes et les femmes sur ces types de tâches, étant donné que de meilleures performances visuospatiales ont traditionnellement été associées au sexe masculin. Il a été observé que si des instructions explicites étaient données sur la façon d’effectuer la rotation mentale, les hommes avaient de meilleurs scores que les femmes, bien que ces différences disparaissent si aucune instruction explicite n’est donnée, ayant la même performance dans les deux sexes.

En ce qui concerne l’existence de différences selon le groupe d’âge, il a été constaté que les jeunes avaient moins de difficultés que les personnes plus âgées à effectuer ce type de tâche, à condition qu’il soit indiqué qu’il y avait une limite de temps. En l’absence de limite de temps, la précision des deux groupes d’âge ne semblait pas très différente.

Sur la base des études menées au fil des ans, on sait que la présentation du miroir ou de l’image identique influence également le temps de réponse. Le temps nécessaire pour décider si l’image présentée est identique ou si elle est l’image miroir de l’autre est plus long lorsque la figure est effectivement une image miroir.

C’est parce que, d’abord, la personne doit la faire pivoter pour la mettre au bon angle. Ensuite, il doit la faire tourner dans le plan pour voir si elle est ou non une image miroir de l’autre image qui lui est présentée. C’est cette dernière étape qui ajoute du temps, à condition que les images ne soient pas les mêmes.

Critiques de Shepard et Metzler

Après avoir mené leur célèbre expérience, ces deux chercheurs ont reçu quelques critiques concernant les résultats de leur expérience.

Tout d’abord, certains auteurs de l’époque ont affirmé que non nécessairement, pour réaliser ce type de tâche, il fallait recourir à des images mentales. Il faut dire qu’au cours de cette décennie, il y avait une certaine opposition à l’idée que l’on puisse avoir recours à l’imagerie mentale, et une assez grande importance était accordée à l’idée que la pensée était, sans presque d’exception, un produit du langage.

Malgré ce type de critique, il est intéressant de noter que dans l’expérience originale, on n’a pas demandé aux sujets d’imaginer explicitement la figure, ils ont simplement eu recours à cette stratégie par eux-mêmes.

D’autres auteurs ont affirmé que le fait qu’il fallait plus de temps pour répondre à des figures ayant un degré de rotation plus élevé n’était pas nécessairement dû à ce fait, simplement que davantage de mouvements saccadiques étaient effectués pour s’assurer de répondre correctement.

Références bibliographiques :

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  • Shepard, R. N. et Metzler, J. (1971). Rotation mentale d’objets tridimensionnels. Science, 191, 701-703.
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