Equipe 1 - DynaCSE

Equipe DynaCSE

 

Responsable
Pr. Christophe Gernigon

 

  • Objectif général

  L’équipe DynaCSE a pour objet de caractériser et de modéliser la complexité des interactions individu-environnement et leurs propriétés émergentes telles qu'elles se manifestent dans la dynamique des processus cognitifs (apprentissage, perception, compréhension, mémoire), émotionnels (anxiété, stress) et motivationnels (approche / évitement). Cet ancrage dans les sciences de la complexité et des phénomènes émergents conduira à privilégier des approches telles que celles de la cognition incarnée, de la cognition située et des systèmes dynamiques. La cognition incarnée renvoie à la conception que les cognitions possèdent une composante corporelle issue des systèmes perceptif, émotionnel ou moteur (e.g., Varela et al., 1991; Wilson, 2002). Selon l'approche de la cognition située, l'activité (notamment cognitive) du sujet et la situation (en référence à un contexte physique, social, historique et culturel) se co-déterminent à travers un processus circulaire (e.g.,Gibson, 1979; Suchman, 1987). Enfin, on entend par système dynamique un ensemble d'éléments dont les interactions complexes font émerger, via un processus d'auto-organisation, des états qualitatifs caractéristiques changeant de manière non linéaire (e.g., Strogatz, 2003).

 

 

  • Objectifs opérationnels

Concrètement, il s'agira de prendre en compte (1) la dynamique des interactions entre les dimensions sensori-motrices et entre ces dernières et les propriétés de l'environnement, et (2) la temporalité des processus étudiés sur des échelles de temps variées, allant de courtes (performance cognitive ou physique) à longues (développement de la personne, vieillissement) en passant par des durées intermédiaires (apprentissage, évolutions pathologiques, guérison).

 

Programme 1 : Situations Environnementales et Intégration Sensori-Motrice (SEISM) (Responsable : L. Brunel)

 

L'objectif du programme SEISM est de comprendre et modéliser le rôle de l’intégration et de l'interaction cognition/environnement dans le fonctionnement cognitif et l’émergence de comportements. Dans la continuité du programme SYNER du précédent contrat quadriennal, SEIMS s’inscrit dans une approche située et incarnée de la cognition. Cette approche est en rupture avec des conceptions abstractionnistes et structurales (i.e., computation sur des unités amodales dans un système modulaire). En effet, l'approche située et incarnée propose que le fonctionnement cognitif émerge à partir d’unités sensorielles et motrices (i.e., non abstractionniste) dans le but de répondre aux contraintes d’une situation environnementale (i.e., fonctionnelle). En cela, plutôt que de s'intéresser à la structure du système cognitif, cette approche propose de mettre l’emphase sur le fonctionnement cognitif (i.e., les processus ou mécanismes sous-jacents). En d’autres termes, ce programme s’intéressera aux influences réciproques entre cognition et environnement et leurs conséquences dans l’activité cognitive de l’individu. Afin de répondre à cet objectif, ce programme propose trois lignes de recherche. (1) Une première ligne de recherche s’intéressa au processus d’intégration sensori-motrice (Brunel et al., 2009, JEP) en cherchant à déterminer les propriétés de ce dernier et son rôle dans la relation cognition et environnement. (2) Une deuxième ligne de recherche, aura pour objectif de mettre en évidence que le recouvrement entre les données sensori-motrices liées aux stimuli à traiter (i.e., environnement) et les simulations activées automatiquement (i.e., cognition) génère de la fluence subjective (i.e., « aisance » cognitive) à partir de laquelle vont s’appuyer les activités de jugements perceptifs, mnésiques ou émotionnels (Milhau et al., in press, Acta Psyc). (3) La troisième ligne de recherche s’attachera à mettre en évidence que la cognition au quotidien est incorporée dans un contexte écologique qui constitue un support environnemental. Nos objectifs sont (a) d’étudier les mécanismes d'affordance et de compensation cognitive (Maury et Martin, 2012) dans l'interaction sujet/environnement chez le sujet sain, adulte et vieillissant, ainsi que dans la pathologie neuropsychologique et psychiatrique (Martin et al., in press ; Royer et al., 2012, Cog Neuropsychiatry ; Sevos et al., soumis, Brit J Psyc) et (b) de développer de nouvelles méthodologies pour mettre en évidence la compensation notamment dans le champ de la mémoire et de la compréhension (Martin et al., soumis, Europ J of Psyc Assess). Le transfert de nos travaux scientifiques réalisés au sein de ce programme s’effectuera au sein du réseau ACCEPT (porteur: Sophie Martin), dans le projet de création d’un living lab (projet déposé à la région LR) et au sein des services de psychiatrie du CHU de Saint-Etienne.

 

Programme 2 : Changements et résistances dans les états psychologiques (CREP) (Responsable : C. Gernigon)


L'objectif du programme CREP, inscrit dans l'approche des systèmes dynamiques évoquée plus haut, est d'identifier les conditions et les moments selon lesquels les états cognitifs, affectifs et motivationnels peuvent adopter des patrons de résistance à la perturbation externe (stabilité), d'oscillation (instabilité) ou de renversement (changements non linéaires). Ce programme s'articule sur trois lignes de recherche (1) Une première ligne de recherche visera à appréhender la dynamique de la motivation à réussir (Gernigon, 2013, Ed. EP&S). Dans la continuité des travaux ayant mis en évidence, en situation naturelle (Gernigon et al., 2004, J Sport Exer Psyc) ou de manière expérimentale (Gernigon et al., 2010, J Sport Exer Psyc), le caractère écologico-dépendant et dynamique des buts d'accomplissement, nous nous attendons à observer les signatures caractéristiques des systèmes dynamiques telles que l'hystérèse et la transition à travers les attracteurs que peuvent constituer les états motivationnels d'approche et d'évitement. Sur le plan des applications, les retombées attendues concernent l'identification et la mise à l'épreuve des facteurs de (dé)stabilisation des états motivationnels (dé)favorables à la performance humaine et à la santé. (2) Une deuxième ligne de recherche s'inscrivant dans la continuité de nos travaux déjà réalisés sur la dynamique des processus cognitifs aura pour but d'étudier la variabilité intra-individuelle et de la modéliser afin de fournir des indicateurs potentiels des processus d'acquisitions numériques chez des enfants de 4 à 7 ans (van Geert et van Dijk, 2002) et de l'empan mnésique de personnes âgées présentant des troubles cognitifs légers (Mild Cognitive Impairment). Pour cela, nous adopterons la théorie des agents dynamiques de Thelen et Smith (1994, 1998) qui considère qu'un agent est un système qui agit dans un environnement donné et dans un temps donné, nécessaire à la mise en œuvre et à la réalisation d'une action. Ainsi, l'adaptation perpétuelle des stratégies de l'individu au fil de ses expériences sera source de variabilité intra-individuelle. Les travaux conduits dans cette ligne trouvent leur application dans la projet « Cartographie des Savoirs » porté par Maxicours (Paris) qui associe plusieurs laboratoires français : informatique, LIG (Grenoble), LIRIS (Lyon2); psychologie cognitive, Lutin-Chart (Paris8), Epsylon (Brouillet). (3) Une troisième ligne de recherche examinera la dynamique de l’allocation des ressources attentionnelles au cours d’une technique psycho-corporelle. Les variations de ces ressources seront étudiées à travers celles de leur quantité disponible (via des mesures répétées de la réponse pupillaire évoquée ; Kahneman, 1973) et de leur allocation (via des mesures répétées dans le cadre du paradigme de la double-tâche cognitivo-motrice ; Freund et Baltès, 2003). Ce projet sera réalisé en collaboration avec le CHU de Saint Etienne - promoteur du projet (C. Massoubre, A. Grosselin, J. Sevos). Sur le plan de l’application, les retombées concernent l’identification de moments clés signant un changement des performances comportementales et cognitives.

         
Programme 3 : Modélisation des dynamiques psychologiques non linéaires (MODYN) (Responsable : R. Trouillet)
L'objectif du programme MODYN est de modéliser les processus d’auto-organisation du système psychique à l’aide de simulations informatiques propres à l'étude des systèmes complexes (e.g., automates cellulaires, modélisations multi-agents) ainsi que la variabilité et la nature des changements des patrons d’états cognitifs, affectifs et motivationnels émergeants, à l'aide des équations de la dynamique (e.g., différentielles, logistiques) et de statistiques probabilistes (analyses bayésiennes, de Monte-Carlo). Ce programme comprend trois lignes de recherche. (1) Une première ligne de recherche aura pour objet de modéliser la dynamique des coordinations interpersonnelles. Celle-ci s'inspirera du fonctionnement des automates cellulaires (e.g., Nowak et al., 2000) et des systèmes multi-agents (e.g., Fischer et al, 2003) au sein desquels des relations de voisinage simples entre les éléments d'un système font émerger des comportements globaux coordonnés. Ce travail prolongera les recherches commencées sur la dynamique des coordinations motrices en dyade (e.g., Den Hartigh et al., 2013) en s'intéressant dorénavant aux grands groupes. (2) Une deuxième ligne de recherche s'attachera à développer un modèle mathématique Bayésien autorégressif afin d’expliquer la dynamique interne du système cognitif et les phénomènes de résistance au changement.  Nous nous appuierons notamment sur les travaux de Tuller et al. (1993) dont nous adapterons le modèle à la mémoire de travail en y intégrant des paramètres propres à l’individu (e.g., métacognition, stress) et à l’environnement (e.g., nature de la tâche). (3) Une troisième ligne de recherche s’attachera à modéliser à partir des outils de la dynamique non-linéaire les régularités classiquement observées dans les analyses ROC (Receiver Operating Characteristics) et de leurs transformées centrées réduites zROC (Yonelinas & Park, 2007). En effet, ces analyses offrent des arguments en faveur d'une conception basée sur des processus sans pouvoir départager leur nombre. Notre objectif sera alors de montrer qu’un processus non linéaire permettrait d’apporter des éléments de réponses. Ce programme s’appuiera sur une collaboration avec l’institut de mathématique I3M UMR 5149 (C. Vernicos et M. Ribatet). Au plan théorique, notre ambition est d'offrir une alternative dynamicienne aux approches computo-symboliques actuelles du fonctionnement cognitif.

   

 

 

 

 

 

 

Membres: 

Bosselut Grégoire
Brouillet Denis
Brunel Lionel

Gernigon Christophe

Martin Sophie
Maury Pascale

Nourrit Déborah
Trouillet Raphaël

 

Mots clés:

Complexité

Emergence

Système dynamique

Capacités humaines