La Tâche de Rotation Mentale
Le Test de Rotation Mentale est une tâche puissante dans le domaine de la psychologie cognitive pour étudier le traitement spatial. Lisez la suite pour en savoir plus sur les détails de la tâche de rotation mentale en 2D et 3D, son histoire, comment elle peut être réalisée (y compris dans un cadre en ligne), les résultats de recherche puissants qu'elle peut révéler, ainsi que des exemples d'expérimentations qui ont utilisé cette tâche !
Histoire de la Tâche de Rotation Mentale
Le test de rotation mentale remonte aux années 1970, lorsqu'il a été développé pour étudier les capacités d'une personne à faire pivoter mentalement des objets. En 1971, Roger Shepard et Jacqueline Metzler ont été parmi les premiers à étudier objectivement la rotation mentale en présentant plusieurs paires d’objets 3D, cubiques ou asymétriquement alignés, puis en mesurant le temps de réaction lorsque les participants déterminaient si les objets appariés correspondaient (Shepard, R. N., & Metzler, J., 1971). En 1978, Steven G. Vandenberg et Allan R. Kuse ont formalisé le Test de Rotations Mentales basé sur la tâche de rotation mentale de Shepard et Metzler de 1971 en présentant des objets 3D à différentes orientations en les faisant pivoter autour d'un axe vertical. C'était un test de 20 éléments et le participant devait comparer quatre figures et sélectionner deux choix qui correspondaient à la figure critère (Vandenberg, S. G., & Kuse, A. R., 1978).
À Propos du Test de Rotation Mentale
Que demande la tâche de rotation mentale aux participants ? C'est en fait assez simple !
L'aperçu général de l'expérience de rotation mentale est le suivant :
- Le participant se voit présenter un objet critère / cible
- Le participant doit décider quelles deux options (parmi les quatre présentées) correspondent à l'objet critère / cible
Ainsi, les participants doivent examiner les stimuli référents et choisir quels stimuli correspondent aux rotations. Dans l'image ci-dessus, les stimuli référents correspondent à la première et à la troisième stimuli. Ci-dessous, d'autres exemples de ce à quoi ressemblent les essais dans la tâche de rotation mentale 3D :
Rotation 2D
Dans certaines versions de l'expérience de rotation mentale, la rotation de forme 2D est testée :
Administration du Test de Rotation Mentale en 2D ou 3D
La tâche de rotation mentale dans Labvanced peut être réalisée par :
- Administrer le test en ligne (pour des études à distance) pour lequel le lien d'étude URL peut être facilement partagé avec les participants, ou
- Localement sans connexion Internet en utilisant notre application de bureau
- Les chercheurs peuvent importer la tâche dans leur éditeur de conception et configurer l'expérience sans avoir à coder. Découvrez les tests de rotation mentale dans Labvanced ici, il suffit de cliquer sur le bouton « participer » pour l'essayer ou « importer » pour le télécharger sur votre compte afin de l’utiliser comme base de votre expérience :
- De plus, des fonctionnalités avancées telles que notre suivi oculaire basé sur webcam peuvent également être incluses afin d’ajouter une couche supplémentaire de données physiologiques, en plus des temps de réaction.
Fonctions et Processus Cognitifs
Plusieurs fonctions et processus cognitifs sont révélés par des expériences de rotation mentale, y compris :
- Intelligence
- Organisation
- Raisonnement
- Cognition Spatiale
- Perception Visuelle
Lorsqu'il s'agit d'apparier deux images identiques, les processus cognitifs suivants sont impliqués dans le test de rotation mentale :
- Prétraitement perceptuel
- Identification / discrimination des stimuli
- Identification de l'orientation spatiale des stimuli
- Jugement de la parité
- Réponse comportementale, c'est-à-dire : sélection / exécution du choix
Ensemble, ces processus permettent à un participant de compléter avec succès une tâche de rotation mentale (Kaltner, S., & Jansen, P., 2014).
Mesures et Données du Test de Rotation Mentale
- Précision / Taux d'erreur : la précision globale ou les erreurs effectuées tout au long de la tâche.
- Disparité angulaire : désigne l'angle particulier que le stimulus a par rapport au stimulus référent.
- Temps non décisionnel : la durée que prennent d'autres processus au-delà de la prise de décision, tels que l'encodage des stimulus et l'exécution des réponses motrices.
- Taux de dérive : le temps qu'il faut pour accumuler des informations.
- Séparation des frontières : la distance entre deux réponses distinctes. Cette valeur devient plus large lorsque la précision est priorisée par rapport à la vitesse, ainsi que lorsque l'angle de rotation est augmenté.
- Temps de réaction : le temps nécessaire pour sélectionner une réponse.
- Durée du regard / fixations : si le suivi oculaire est employé, des métriques pertinentes comme la durée du regard et les fixations peuvent également être rapportées comme moyen de comprendre la stratégie de traitement visuel des participants. Un exemple de résultats rapportés utilisant les données du suivi oculaire dans le cadre de la tâche de rotation mentale comprend le rapport de compte de courses (RC ratio) qui est calculé en divisant le nombre moyen de fixations dans des réponses incorrectes par celui dans des réponses correctes (Suzuki et al., 2018).
Confusions Possibles à Considérer
Certaines confusions doivent être prises en compte lors de la conception expérimentale et des étapes d'analyse des données, telles que :
- Différences de sexe : Pour les tâches de rotation mentale en 2D et 3D, les hommes présentent un avantage cognitif (Collins, D. W., & Kimura, D., 1997). Cette découverte a été soutenue par une étude de méta-synthèse avec un échantillon de plus de 12 millions de participants concluant que, en ce qui concerne le test de rotation mentale, les hommes montrent la plus grande différence cognitive entre les sexes dans la littérature psychologique (Zell, E., Krizan, Z., & Teeter, S. R., 2015).
- Anxiété spatiale / confiance en soi : Liée au point ci-dessus, une autre étude a trouvé que les différences prononcées entre les sexes dans la tâche de rotation mentale peuvent être médiées par l'anxiété spatiale et la confiance en soi, surtout lorsque les exigences de la tâche sont élevées (Arrighi, L., & Hausmann, M. , 2022).
- Latéralité : Bien que moins frappante que la confusion de sexe, la latéralité joue également un rôle dans la performance de rotation mentale. Il a été montré que les droitiers sont plus rapides que les gauchers. De plus, la latéralité joue un rôle dans la facilitation lorsque les images présentées correspondent à la main dominante (Jones et al., 2021).
Utilisations des Scores MRT
Les objectifs d'étude pouvant varier, voici les utilisations les plus courantes des scores obtenus à partir des tests de rotation mentale :
- Description des compétences spatiales des participants : pour quantifier un aspect des compétences et du raisonnement spatiaux.
- Comparaison de la cognition au sein de groupes : pour quantifier et comparer les processus cognitifs liés à la MRT entre deux groupes, tels que des participants dyslexiques par rapport à des témoins.
- Résultat du traitement : lorsque le principal objectif est l'effet du traitement et de l'intervention, la MRT peut être utilisée comme une mesure pour quantifier les changements spécifiques liés au traitement cognitif spatial.
Variations du Test de Rotation Mentale
La tâche de rotation mentale est généralement réalisée avec des cubes classiques ou des formes en 2D, cependant, il existe certaines variations qui apparaissent dans la recherche et qui méritent d'être mentionnées :
- Stimuli visuels différents : Au lieu de cubes, il est également courant de voir d'autres types de stimuli visuels présentés et pivotés dans des expériences de rotation mentale, tels que : des lettres, des animaux, des visages, des formes colorées et des pseudo-lettres (des formes qui ressemblent à des lettres mais ne le sont pas) (Kaltner, S., & Jansen, P., 2014).
- cMRT : Dans les études chronométriques de rotation mentale (cMRT), deux stimuli sont présentés (au lieu de 4) avec des différences dans la disparité angulaire. Le participant doit rapidement décider si les deux images présentées sont les mêmes ou non. (Titze, C., Heil, M., & Jansen, P., 2008)
Exemples de Test de Rotation Mentale : Applications & Expériences
Les tâches de rotation mentale sont populaires dans la recherche en psychologie car elles sont faciles à mettre en œuvre tout en révélant beaucoup sur les compétences et capacités spatiales. Voici quelques exemples d'applications et d'expériences.
Psychologie Développementale & Éducative
- Développement des capacités spatiales : Les tâches de rotation mentale sont administrées dans les expériences de psychologie du développement afin de comprendre comment les compétences de cognition spatiale évoluent avec l'âge. Un exemple en est une étude qui a comparé les performances à la tâche de rotation mentale entre des enfants de 3 ans, 4 ans et 5 ans, montrant que les enfants de 3 ans peuvent commencer à réaliser cette tâche au-dessus du niveau de chance (Krüger, M., 2018).
- Amélioration de la performance mathématique par la rotation mentale : Une autre étude a montré comment une intervention de formation en ligne d'une semaine avec une formation spatiale de rotation mentale pour des enfants de 6 et 7 ans se traduit par des problèmes arithmétiques canoniques. Ce groupe, comparé à un groupe témoin qui a reçu une formation en littératie, a montré une amélioration des performances sur certains problèmes arithmétiques qui pourraient être dues à une amélioration de la capacité de visualisation et/ou à une augmentation de la capacité de mémoire de travail visuospatiale (Cheung, C.N., Sung, J.Y., & Lourenco, S.F., 2019).
Psychologie Clinique
- Autisme : Un certain sous-groupe d'autistes a été trouvé possédant des capacités visuospatiales améliorées. Cela a été soutenu par des tests cognitifs qui incluent des tâches de rotation mentale où ce groupe performe plus rapidement. L'avantage cognitif est particulièrement défini pour des formes 3D de haute complexité, par opposition à des stimuli simples ou 2D. Les tendances de recherche actuelles explorent les corrélats neuronaux de cette performance et ont trouvé un plus grand fonctionnement occipital et pariétal chez les autistes ayant de telles forces visuospatiales (Thérien, V.D., et al., 2022).
- TDAH : Des modèles de diffusion ont été développés pour utiliser des valeurs telles que le taux de dérive, le temps non décisionnel et la séparation des frontières pour mieux comprendre la cognition des participants TDAH dans des tâches telles que le test de rotation mentale. De telles expériences ont montré que la mauvaise performance des participants TDAH dans l'expérience de rotation mentale est due à un taux d'accumulation des preuves lent et à un manque de flexibilité relative pour l'ajustement de la séparation des frontières (Feldman, J. S., & Huang-Pollock, C., 2021).
- Dyslexie : Les tests de rotation mentale, y compris la rotation 2D et la rotation de forme 2D, sont souvent administrés aux patients atteints de dyslexie. Selon le modèle de déficit de coordination fonctionnelle (FCD), les dyslexiques ne peuvent pas décider si les lettres sont miroir ou non en raison de l'incapacité à supprimer la symétrie lorsque le matériel graphemique est présenté, ce qui les empêche de décider si une lettre est miroir ou non à cause de la cartographie ambiguë entre les représentations graphemiques et phonémiques. Ainsi, en raison de la nature de la tâche, les rotations mentales qui concernent le mirroring et la rotation sont des tests pertinents qui peuvent être administrés aux dyslexiques. Comparés à des témoins / lecteurs normaux, les enfants dyslexiques démontrent un plus grand effet de rotation mentale étant donné leurs temps de réaction plus lents (Kaltner, S., & Jansen, P., 2014).
- Maladie de Parkinson : La maladie de Parkinson est un trouble neurodégénératif où les compétences motrices et cognitives déclinent au cours de la progression de la maladie. Ces patients ont été trouvés avec des performances diminuées sur la tâche de rotation mentale. Des efforts récents ont été faits pour utiliser la tâche de rotation mentale comme un outil de biomarqueur cognitif pour la maladie de Parkinson à début précoce sans preuve de déficit cognitif léger (Razzaque et al., 2024).
- Maladie d'Alzheimer : Les patients atteints de la maladie d'Alzheimer démontrent des temps de réaction plus longs et une précision moindre dans les tâches de rotation mentale par rapport aux adultes âgés en bonne santé. Les chercheurs ont également montré que la tâche de rotation mentale, combinée au suivi oculaire, peut être utilisée comme outil de dépistage pour les patients atteints de la maladie d'Alzheimer ou d'un léger déficit cognitif (MCI) (Suzuki et al., 2018).
L'utilisation de la MRT en psychologie clinique n'est pas limitée aux exemples ci-dessus. Elle a été utilisée pour étudier les capacités spatiales dans un large éventail de populations cliniques, telles que les patients ayant subi un TCC ou la maladie de Huntington.
Psychologie Cognitive
- Études sur la population générale : La tâche de rotation mentale a été utilisée dans de nombreux types d'études qui ont la psychologie cognitive pour cœur. Ces expériences sont menées avec des participants sains et neurotypiques afin de comprendre les capacités cognitives spatiales. Une telle étude, réalisée dans Labvanced, a utilisé la tâche de rotation mentale (en conjonction avec d'autres tâches) pour évaluer l'influence de la capacité spatiale sur la représentation temporelle. Les résultats ont montré qu'une capacité spatiale plus élevée et un apprentissage chronologique conduisent à une meilleure mémoire (Otenen, E., & Kanero, J., 2022).
- Langue des signes : Un sujet fascinant, car la langue et la cognition se chevauchent dynamiquement, pour les tâches de rotation mentale se situe dans le contexte de l'étude de la langue des signes. Une telle étude a démontré qu'il existe une relation positive entre les utilisateurs de langue des signes et les capacités de rotation mentale (Kubicek, E., & Quandt, L.C., 2020).
Psychologie du Sport
Le domaine de la recherche sur le sport et l'exercice utilise de plus en plus la tâche de rotation mentale ces dernières années et a atteint de nombreuses conclusions fascinantes, car la coordination motrice a le potentiel d'influencer la performance.
- Joueurs de basketball avec une nouvelle tâche MRT : Dans une étude récente, des joueurs de basket-ball novices et expérimentés ont été soumis à un nouveau test de rotation mentale. Au lieu des cubes 3D classiques comme stimuli, les participants ont vu six différents jeux de basketball qui ont été tournés ou mis en miroir. Les résultats ont montré qu'il y avait un effet de sexe et un effet d'expertise. Les participants masculins ont résolu plus d'items et la performance était meilleure pour les joueurs plus expérimentés. Cette étude ouvre la voie à du matériel de stimulus spécifique au soutien (Weigelt, M. & Memmert, D., 2020).
Conclusion
La tâche de rotation mentale a beaucoup de prise dans la recherche et est utilisée par des psychologues dans divers domaines. La tâche de rotation mentale peut être administrée en ligne ou en personne et est couramment utilisée pour évaluer la cognition spatiale. Il existe de nombreuses variétés de la tâche de rotation mentale, mais la plupart des expériences utilisent des stimuli cubes en 3D ou en 2D.
Références
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Cheung, C. N., Sung, J. Y., & Lourenco, S. F. (2020). La formation à la rotation mentale se traduit-elle par des gains en compétence mathématique ? Évaluation d'une intervention visuospatiale à domicile. Psychological Research, 84(7), 2000-2017.
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