Les gens ne sont pas si doués pour résoudre des problèmes complexes

Dans quelle mesure les gens sont-ils capables de trouver des solutions optimales à des problèmes complexes ? De nouvelles recherches révèlent que les gens peuvent ne pas être aussi capables qu’on le suppose généralement.

Qui n’a pas ressenti la tentation de jeter un long manuel à la poubelle ou de continuer à conduire au lieu de demander son chemin ? Après tout, suivre les instructions est souvent fastidieux, et nous pouvons simplement le comprendre par nous-mêmes… Ou pouvons-nous ? Une étude publiée le 19 mai 2022 dans la revue scientifique Nature Comportement humain remet en question les théories répandues sur notre capacité à résoudre des problèmes complexes et sur la façon dont certains troubles mentaux l’affectent.

“On pense que les patients qui souffrent de troubles obsessionnels compulsifs (TOC) ont du mal à développer des stratégies sophistiquées de résolution de problèmes”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Albino Oliveira-Maia, chef de l’unité de neuropsychiatrie de la Fondation Champalimaud au Portugal. “Cependant, notre nouvelle approche expérimentale fournit des preuves solides contre cette théorie.”

Deux façons de résoudre un problème

L’équipe de recherche d’Oliveira-Maia a fait cette découverte en étudiant comment les sujets sains et les patients atteints de TOC diffèrent dans la façon dont ils résolvent les problèmes. “En général, les gens utilisent une combinaison de deux stratégies complémentaires, connues sous le nom d’approches sans modèle et basées sur un modèle”, a expliqué Oliveira-Maia. “Alors que les individus en bonne santé utilisent les deux stratégies avec souplesse, les patients atteints de TOC ont tendance à appliquer l’approche sans modèle.”

La stratégie sans modèle est relativement simple et fonctionne bien dans des environnements stables. Par exemple, imaginez le scénario suivant : vous prenez votre petit-déjeuner à l’extérieur tous les matins en vous rendant au travail. Il y a deux cafés sur votre route : “The Bean” et “Aroma”. Comme vous devez être au travail tôt, avec le temps, vous apprenez qu’Aroma se fait généralement livrer votre aliment de base du petit-déjeuner – des croissants frais – avant l’autre magasin. Ainsi, en suivant l’approche sans modèle, vous iriez généralement d’abord à Aroma, et seulement lorsqu’il n’y a pas de croissants, vous vous dirigeriez vers The Bean.

Cependant, l’approche sans modèle ne fonctionnera pas très bien si le fournisseur de croissants employait deux livreurs qui suivaient des itinéraires opposés. Les semaines où le premier livreur est de service, The Bean recevait les croissants plus tôt. Mais si le deuxième livreur travaille cette semaine-là, Aroma le recevrait en premier.

Si vous pouviez découvrir le “modèle” – que la disponibilité des croissants dépend du livreur qui travaille cette semaine – vous vous épargneriez des déplacements inutiles. Donc, même si The Bean a eu des croissants lumineux et tôt pendant des semaines, le premier lundi où ce n’est pas le cas, vous sauriez immédiatement que cette semaine, Aroma est le choix le plus sûr.

“Même si la stratégie basée sur un modèle est plus lourde en termes de calcul, en particulier pendant que vous travaillez encore sur ce qui se passe, elle est plus efficace pour optimiser vos actions dans des circonstances complexes comme celle de cet exemple”, a déclaré Oliveira-Maia.

Changer les règles du jeu

Selon Oliveira-Maia, les études scientifiques qui évaluent ces stratégies appliquent systématiquement un casse-tête appelé la tâche « en deux étapes », qui est similaire au deuxième scénario, plus complexe.

“Ces études ont montré que les sujets en bonne santé utilisent un mélange de la stratégie sans modèle plus simple avec la stratégie basée sur un modèle plus complexe lors de la résolution de ces types de tâches. En revanche, les patients atteints de TOC ont tendance à s’en tenir à la stratégie la moins efficace. La raison proposée est que les patients atteints de TOC sont extrêmement habituels et qu’ils ont donc tendance à répéter des actions même si elles ne servent pas un objectif utile », a expliqué Oliveira-Maia.

Bien que cette conclusion semble simple et cohérente, il y a un hic. Étant donné que les tâches utilisées dans ces études sont généralement très complexes, les sujets de test reçoivent toujours une explication complète du modèle avant de commencer. Pourtant, personne n’avait jamais rigoureusement testé l’effet de ces consignes préventives — en particulier leur absence — sur la stratégie de résolution de problèmes des sujets !

Aucune explication – aucun moyen

Pour savoir comment les gens se débrouilleraient avec une expérimentation gratuite, l’équipe d’Oliveira-Maia s’est associée à Thomas Akam, un neuroscientifique actuellement à l’Université d’Oxford qui avait récemment développé une tâche en deux étapes pour…. souris!

“Puisque vous ne pouvez pas instruire verbalement les souris, Thomas a créé une tâche suffisamment simple pour que les animaux puissent déchiffrer le modèle par essais et erreurs. Dans son article de recherche, publié dans la revue Neurone il y a un peu plus d’un an, Thomas a montré que les souris étaient effectivement capables de résoudre le puzzle. Nous avons donc décidé d’adapter cette tâche aux humains et de tester si les sujets adopteraient naturellement une stratégie basée sur un modèle comme on le suppose généralement », a raconté l’ancien doctorant Pedro Castro-Rodrigues, premier co-auteur de l’étude.

Les résultats de l’expérience ont surpris les chercheurs. «Même avec une vaste expérience de la tâche, seule une petite minorité du groupe de 200 sujets a développé une stratégie basée sur un modèle. Ceci est frappant compte tenu de la simplicité relative de la tâche et suggère que les humains sont étonnamment médiocres pour apprendre les modèles causaux à partir de la seule expérience », a fait remarquer Castro-Rodrigues.

Comparaison entre les patients TOC et les sujets sains

À la fin de la troisième session, les chercheurs ont divisé les sujets en deux groupes. Un groupe a reçu la description complète du fonctionnement du puzzle, tandis que l’autre ne l’a pas reçu. Ensuite, les chercheurs ont organisé une quatrième et dernière session pour tester l’effet de recevoir des instructions sur l’approche de résolution de problèmes des sujets.

La différence entre les deux groupes était nette : la quasi-totalité des sujets du groupe « explication » — aussi bien les volontaires sains que les patients atteints de TOC — ont adopté une stratégie basée sur un modèle. D’autre part, la plupart des sujets de test de l’autre groupe ont continué avec l’approche sans modèle.

“Ces résultats étaient fascinants”, a déclaré Ana Maia, une doctorante qui a participé à l’étude. “Non seulement ils ont révélé que l’explication joue plus d’un rôle qu’on ne le pensait auparavant, mais aussi que, étant donné le bon ensemble de conditions, les patients atteints de TOC sont en fait aussi capables de résoudre de manière optimale une tâche en deux étapes que les individus en bonne santé.”

Quelle est la raison de l’écart des résultats entre cette étude et les précédentes ? Selon les auteurs, plusieurs explications sont possibles. La première est que la tâche était relativement simple, tout comme les instructions. « Étant donné que les tâches classiques en deux étapes ont tendance à être très complexes, les explications sont également très complexes. Vous pouvez donc imaginer qu’une personne gravement malade et en détresse aura plus de mal à traiter ce type d’informations », a expliqué Oliveira-Maia.

Une autre hypothèse intrigante est que commencer par l’expérimentation libre fait une différence. Est-il possible que les trois séances non guidées aient effectivement préparé les patients à l’explication ?

“Nous n’avons pas testé directement cette question dans cette étude, mais il y a quelques indices que cela aurait pu être le cas. Si de futures études soutiennent cette hypothèse, elles pourraient même conduire au développement de nouveaux traitements psychothérapeutiques et comportementaux pour les patients atteints de TOC et peut-être aussi d’autres troubles de santé mentale », a suggéré Castro-Rodrigues.

Prochaines étapes

L’équipe poursuit son exploration de ce sujet via plusieurs pistes. « Dans ce projet, nous avons également collecté des données d’imagerie de sujets effectuant la tâche à l’intérieur d’un scanner IRM. Notre suivi le plus immédiat serait donc de rechercher les corrélats neuronaux associés au passage d’une stratégie à l’autre après avoir reçu une explication », a déclaré Castro-Rodrigues.

“Le travail de Pedro s’inscrit en partie dans une entreprise plus vaste du laboratoire – le projet Neurocomp”, a ajouté le co-auteur Bernardo Barahona-Corrêa, psychiatre à la Fondation Champalimaud. « Ce projet, que je dirige avec Albino, étudiera de nombreux aspects du TOC, en se concentrant particulièrement sur une région du cerveau appelée le cortex orbitofrontal. Nous pensons que cette région est essentielle à la fois pour les manifestations fondamentales de ce trouble et pour l’acquisition d’un contrôle d’action basé sur un modèle dans des tâches telles que celle que nous avons utilisée dans cette expérience.

“En fin de compte, ces résultats soulignent l’importance des explications explicites dans l’apprentissage”, a souligné Oliveira-Maia. « Il semble que l’exploration pure et libre ne soit pas la voie la plus efficace pour acquérir de nouvelles connaissances. En fait, j’ai commencé à en parler avec mes enfants », a-t-il ajouté avec espièglerie, « en leur disant de faire attention à leurs professeurs.

Référence : “La connaissance explicite de la structure des tâches est un déterminant principal de l’action basée sur un modèle humain” par Pedro Castro-Rodrigues, Thomas Akam, Ivar Snorasson, Marta Camacho, Vitor Paixão, Ana Maia, J. Bernardo Barahona-Corrêa, Peter Dayan, H. Blair Simpson, Rui M. Costa et Albino J. Oliveira-Maia, 19 mai 2022, Nature Comportement humain.
DOI : 10.1038/s41562-022-01346-2