Nouvelle mesure de la vitesse de traitement du cerveau humain

Pendant plus d'un siècle, les psychologues ont utilisé le temps de réaction comme une fenêtre sur le cerveau. L'idée est que le traitement de l'information prend du temps, de sorte que le temps moyen nécessaire pour commencer ou terminer une tâche reflète la durée des processus cognitifs qui y sont impliqués.

Par exemple, une expérience typique de temps de réaction pourrait demander à un sujet de classer une séquence de lettres en tant que mot ou non-mot, en appuyant sur un bouton. Ce type d'expérience est appelé tâche de décision lexicale visuelle.

Cette approche centrée sur l'information est clairement mûre pour un traitement théorique de l'information. Et bien sûr, à peine Claude Shannon a-t-il publié sa théorie de l'information dans les années 40, que les psychologues ont commencé à l'appliquer à l'échange d'informations entre l'environnement et le cerveau qui se déroule pendant les expériences de temps de réaction.

Leur approche a finalement conduit à la loi de Hick, l'une des rares lois de la psychologie expérimentale. Il indique que le temps qu'il faut pour faire un choix est linéairement lié à l'entropie des alternatives possibles. Les résultats de diverses expériences de temps de réaction semblent montrer que c'est le cas. Bien qu'un sous-produit de cette approche soit que les résultats soient intimement liés au type d'expérience utilisé pour mesurer le temps de réaction. Et cela rend chaque étude particulièrement vulnérable aux particularités de l'approche expérimentale.

Aujourd'hui, Fermin Moscoso del Prado Martín de l'Université de Provence en France propose une nouvelle façon d'étudier les temps de réaction en analysant l'entropie de leur distribution, plutôt à la manière de la thermodynamique.

L'entropie est une estimation de la quantité d'informations nécessaires pour spécifier l'état du système.

Moscoso del Prado dit que l'entropie de la distribution des temps de réaction est indépendante du type d'expérience et fournit ainsi une meilleure mesure des processus cognitifs impliqués. C'est important, notamment parce que cela permet de comparer plus facilement les résultats de différents types d'expériences.

Moscoso del Pradon utilise sa méthode pour déterminer la quantité d'informations que le cerveau peut traiter lors de tâches de décision lexicale. La réponse? Pas plus d'environ 60 bits par seconde. Bien sûr, il ne s'agit pas de la capacité de traitement de l'information de l'ensemble du cerveau, mais d'une mesure de la capacité d'entrée/sortie au cours d'une tâche spécifique.

Moscoso del Prado analyse ensuite les données de divers types d'expériences de temps de réaction, en particulier pour déterminer si la vitesse de traitement de l'information est constante au cours d'une tâche particulière, comme l'implique la loi de Hick. Moscoso del Prado pense que non.

Cette découverte suggère un système adaptatif où la charge de traitement est ajustée dynamiquement aux exigences de la tâche, dit-il. Ça a du sens. Il semble fou de supposer que le cerveau continue de traiter les données au même rythme quelle que soit la complexité de la tâche à accomplir.

Mais cela a une implication importante : que la linéarité de la loi de Hick ne s'applique pas toujours. La loi de Hick aura donc besoin d'une sorte de modification pour faire face à cette non-linéarité.

Comment réécrire l'une des lois fondamentales de la psychologie comportementale n'est pas encore clair. Mais il est certain que cela implique une manière très différente de regarder le cerveau par rapport au moment où il a été formulé.

Réf : arxiv.org/abs/0908.3170 : La thermodynamique des temps de réaction humains

Mise à jour du 28 août 09 : Moscoso del Prado écrit :

J'ai un petit commentaire scientifique sur votre article. Bien que je le pense
représente très bien mes résultats, je trouve la phrase d'ouverture :

Une nouvelle façon d'analyser les temps de réaction humains montre que le cerveau traite
données ne dépassant pas 60 bits par seconde.

un peu trompeur. Je ne pense pas avoir montré quoi que ce soit sur les limites supérieures
de la vitesse de traitement, en principe la courbe que je montre sur la figure 4 de la
manuscrit pourrait s'étendre bien au-delà, mais je n'ai aucune information à faire
cette extrapolation, je ne revendique donc (pour le moment) aucune limite supérieure.

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