Changements perceptifs après l’apprentissage d’une cartographie arbitraire entre la vision et les mouvements de la main

Intervenants

Les participants droitiers ont été recrutés via le pool de participants (systèmes SONA) de l’Université de Würzburg. Tous avaient une vision normale ou corrigée à la normale et ont reçu une compensation monétaire pour leur participation. Tous les participants ont fourni un consentement éclairé écrit avant leur participation. L’étude a été approuvée par le comité d’éthique local (Ethikkommission des Institutes für Psychologie der Humanwissenschaftlichen Fakultät der Julius-Maximilians-Universität Würzburg, GZ 2019-04) et les méthodes ont été réalisées conformément aux directives et réglementations en vigueur. L’expérience 1 comprenait 33 femmes et 15 hommes (âge : M 24 ans, Dakota du Sud 4) et l’expérience 2 comprenait 37 femmes et 11 hommes (âge : M 26 ans, Dakota du Sud 6). Ces tailles d’échantillon garantissaient une puissance de 0,95 (α = 0,05) pour des tailles d’effet d’environ dz = 0,5.

Appareil

Les expériences ont été réalisées dans une salle d’expérimentation faiblement éclairée. Les participants étaient assis devant un moniteur 19′ (Fujitsu Siemens P19-1 ; 1280 × 1024 pixels ; 1 pixel = 0,294 mm ; 60 Hz) placé à environ 105 cm de distance. Une mentonnière soutenait leur tête (voir la partie supérieure gauche de la Fig. 1). La main droite était utilisée pour manipuler un appareil de mouvement composé d’une tablette graphique (Intuos 4 A4, Wacom), d’un stylet de numérisation et d’une construction en forme de pince qui maintenait le stylet sur la tablette et permettait des mouvements de la main vers l’avant et vers l’arrière le long d’un Piste. Les participants ont placé leurs doigts sur deux plaques en plastique en forme de U, qui faisaient partie de la construction de la pince. L’index et le majeur étaient placés sur une plaque, le pouce sur l’autre. Un couvercle noir empêchait la vision de la main et du dispositif de mouvement. Les participants ont appuyé sur les boutons d’une souris d’ordinateur avec la main gauche pour indiquer leurs décisions perceptives. Les stimuli auditifs étaient initialement présentés via des écouteurs. Plus tard, en raison des réglementations locales en cas de pandémie, des haut-parleurs ont été utilisés.

Stimuli et procédure d’essai

Les principaux événements de l’essai sont présentés dans la partie inférieure de la Fig. 1. Avant chaque essai, les participants ont placé leur main à l’emplacement d’un arrêt mécanique près de leur corps (c’est-à-dire à un point de départ). Ensuite, une invite visuelle (« Nouveau procès » en allemand ; en gris clair) et un bref bip signalent le début d’un nouveau procès. En réponse à ce signal de départ, les participants devaient déplacer un curseur vert (un point de 3 mm) qui apparaissait dans la partie inférieure de l’écran vers le centre d’un carré noir (4,8 × 4,8 cm) présenté à la centre de l’écran. Le mouvement du curseur était contrôlé par le mouvement de la main de sorte que si la main se déplaçait vers l’avant/vers l’arrière, le curseur se déplaçait vers le haut/vers le bas. Il n’y avait pas de contraintes spécifiques concernant la vitesse de déplacement si ce n’est qu’il était demandé aux participants de ne pas bouger trop vite (pour ne pas endommager l’appareil) ainsi que trop lentement (pour ne pas allonger la durée des expériences). Lorsque le centre du carré a été atteint (c’est-à-dire lorsque l’écart spatial entre la position du curseur et le centre du carré était inférieur à 2,94 mm), le curseur a disparu et le carré a été rempli d’un certain nombre de points noirs répartis de manière aléatoire (1,2 mm dans Taille). Simultanément, un bruit de clic durable a été présenté (rétroaction supplémentaire indiquant que l’objectif de mouvement a été atteint) et les participants devaient maintenir cet état corporel pendant 1 s. Si la position de la main changeait pendant cette période (c’est-à-dire si l’écart spatial entre la position du curseur et le centre du carré dépassait 2,94 mm) les points disparaissaient, le curseur réapparaissait et les participants devaient effectuer des mouvements correctifs. Ensuite, les participants devaient ramener la main à la position de départ. Pendant ce mouvement de recul, le curseur n’était pas visible. Atteindre la position de départ était accompagné d’un bip court qui était également un signal pour initier le deuxième mouvement vers le centre du carré. Cette deuxième phase de mouvement correspondait à la première phase de mouvement (à l’exception des caractéristiques de stimulation et de mouvement qui sont décrites ci-dessous). Enfin, un point d’interrogation bleu est apparu et les participants devaient juger si la première ou la deuxième distance de mouvement était plus grande (dans l’expérience 1) ou si le premier ou le deuxième stimulus visuel contenait plus de points (dans l’expérience 2). Le bouton gauche de la souris était affecté au premier stimulus/mouvement, le bouton droit de la souris au second.

Concevoir

Nous avons utilisé une méthode de stimuli constants pour qu’une interaction virtuelle avec l’objet visuel serve de stimulus standard, une autre de stimulus test (assignation aléatoire aux première et deuxième phases de mouvement). Chaque expérience était divisée en trois phases : une phase de pré-apprentissage (un bloc de 96 essais), une phase d’apprentissage (4 blocs de 96 essais chacun) et une phase de post-apprentissage (un bloc de 96 essais), qui étaient précédées de 16 exercices pratiques. essais (non inclus dans les analyses). Une manipulation expérimentale importante dans les deux expériences était liée à l’étendue spatiale du mouvement de la main nécessaire pour atteindre le centre du carré. Autrement dit, nous avons fait varier la transformation de la distance de mouvement de la main en distance de mouvement du curseur (c’est-à-dire le gain). Une autre manipulation importante était liée au nombre de points apparaissant lors de la première et de la deuxième phases de mouvement. Les différences entre les deux expériences sont décrites ci-dessous (voir également Fig. 2).

Expérience 1

Ici, nous nous sommes intéressés à la façon dont la perception du corps plutôt que la perception visuelle d’un objet est affectée par l’apprentissage visuo-moteur. Ainsi, l’étendue spatiale des mouvements de la main a servi de stimulus standard et de test. En particulier, l’étendue spatiale de l’un des mouvements de la main était toujours d’environ 11 cm (stimulus standard) et correspondait à une cartographie 1: 1 entre les mouvements du curseur et du stylet. Ce «mouvement standard» était associé au carré qui contenait soit un nombre plutôt petit (10) soit un nombre plutôt grand (190) de points dans les phases de pré-apprentissage et de post-apprentissage. Dans la phase d’apprentissage, un nombre intermédiaire de points a été utilisé (100). La distance des mouvements de la main ayant servi de stimulus test variait entre 7 et 15 cm en six pas équidistants de 1,6 cm [These values are “ideal” values that we aimed by the gain manipulation. The actually measured distances amounted to 7.25 (SD 0.04), 8.85 (SD 0.04), 10.45 (SD 0.05), 12.03 (SD 0.05), 13.62 (SD 0.05) and 15.20 (SD 0.05) cm. These distances were thus slightly larger on average (M 0.23) than the ideal values. Moreover, this constant measurement error slightly decreased with an increase in movement distance from 0.25 (7 cm condition) to 0.20 (15 cm condition). These small deviations from the aimed values can be assumed to not substantially influence the results and drawn conclusions. The only implication is that the scale of the test values used for analyses is very slightly distorted (by maximally 0.5 mm)]. Ces « mouvements de test » ont été attribués au nombre de points dans le stimulus visuel de sorte qu’une augmentation de la distance de mouvement était associée soit à une augmentation (« mapping A ») soit à une diminution (« mapping B ») du nombre de points. . Le nombre de points pour ces mouvements de test variait entre 10 et 190 par pas équidistants de 36 points. Les deux mappages ont été utilisés avec une probabilité égale pour chaque participant dans la phase de pré-apprentissage. Dans les phases d’apprentissage et de post-apprentissage, chaque participant a expérimenté soit la cartographie A, soit la cartographie B selon qu’il était affecté au groupe A ou B (contrebalancé entre les participants). La principale question d’intérêt était de savoir comment le comportement de jugement diffère entre les différents nombres de points associés au mouvement standard dans la phase post-apprentissage en fonction de l’expérience d’apprentissage visuo-moteur (c’est-à-dire de l’appartenance au groupe).

Expérience 2

Ici, la logique expérimentale a été en partie inversée car nous nous intéressons désormais à la façon dont la perception visuelle d’un objet plutôt que la perception du corps est affectée par l’apprentissage visuo-moteur. L’un des carrés remplis servait alors de « stimulus standard ». Il contenait toujours 100 points. Un autre carré plein était le “stimulus de test”. Le nombre de points dans le stimulus test variait autour du nombre de points dans le stimulus standard de 10 à 190 par pas équidistants de 36 points. Le gain a été ajusté de manière à ce que les mouvements de la main au stimulus standard soient plutôt courts (environ 7 cm) ou plutôt longs (15 cm) dans les phases de pré-apprentissage et de post-apprentissage. Dans la phase d’apprentissage, une distance intermédiaire a été utilisée (11 cm). La distance des mouvements de la main visant le stimulus test variait à nouveau entre 7 et 15 cm en six pas équidistants de 1,6 cm. Ces distances ont été attribuées au nombre de points dans le stimulus visuel de la même manière que dans Exp. 1. Autrement dit, une augmentation de la distance de déplacement était associée soit à une augmentation (“cartographie A”), soit à une diminution (“cartographie B”) du nombre de points. Dans la phase de pré-apprentissage, les deux types de ce devoir ont été utilisés avec une probabilité égale pour chaque participant. Dans les phases d’apprentissage et de post-apprentissage, en revanche, chaque participant a expérimenté exclusivement l’un ou l’autre type. Autrement dit, chaque participant a été assigné au hasard soit au groupe A qui a fait l’expérience de la cartographie A, soit au groupe B qui a fait l’expérience de la cartographie B, comme dans Exp.1. La principale question d’intérêt était de savoir si et comment le comportement de jugement diffère entre les mouvements courts et longs vers le stimulus standard dans le post-apprentissage en fonction de l’expérience d’apprentissage visuo-moteur (c’est-à-dire de l’appartenance au groupe).

Les deux expériences étaient donc identiques sauf pour le type de jugement où seul le stimulus test est considéré. Ils différaient fondamentalement selon que deux stimuli visuels différents étaient attribués à un seul mouvement (Exp.1) ou que deux mouvements de la main différents étaient attribués à un seul stimulus visuel (Exp.2) lorsque le stimulus standard est considéré (voir Fig. 2). Cette différence voulue nous a permis d’examiner l’impact des stimuli visuels sur la perception corporelle (c’est-à-dire l’amplitude du mouvement ressenti) et, inversement, des variables liées au corps sur la perception visuelle en maintenant la stimulation physique cruciale inchangée à tous les niveaux de la mesure indépendante.

Analyses de données

La principale mesure d’intérêt était le point d’égalité subjective (PSE) calculé comme le niveau du stimulus de test auquel le stimulus de test a été choisi avec une fréquence de 50 %. Nous avons utilisé une procédure d’ajustement sans modèle local²⁸ pour ajuster les proportions d’essais dans lesquels le stimulus test a été jugé comme “plus grand” (c’est-à-dire comme ayant une plus grande amplitude de mouvement dans Exp. 1 et plus de points dans Exp.2) en fonction du stimulus test pour différentes caractéristiques du stimulus standard , et les deux groupes d’apprentissage dans les phases pré- et post-apprentissage. Les données ainsi que les scripts du programme (E-prime, Psychology Software Tools, Pittsburgh, PA) ont été rendus publics (https://osf.io/hcgfr/).

Cinq participants d’Exp. 1 et un participant d’Exp. 2 ont été exclus des analyses ultérieures en raison d’une très faible performance de discrimination dans au moins une des conditions critiques (la pente de la fonction psychométrique était proche de zéro voire négative).

Hypothèse

Une augmentation du nombre de points pour le mouvement standard dans la phase post-apprentissage de Exp.1 devait augmenter le PSE pour le groupe A, mais diminuer le PSE pour le groupe B. Dans le même ordre d’idées, une augmentation de la distance de mouvement de la main pour le stimulus standard dans la phase post-apprentissage de Exp.2 devait augmenter le PSE pour le groupe A et diminuer le PSE pour le groupe B. Ces modèles d’interaction suggéreraient l’intégration sensorielle des signaux visuels et corporels après l’apprentissage de signaux arbitraires. mappages entre eux.