Réalisation de la tâche de rotation mentale en ligne dans Labvanced.

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 2D et 3D, son histoire, comment elle peut être réalisée (y compris en ligne), les révélations de recherche puissantes qu'elle peut révéler, ainsi que des exemples d'expériences 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 la capacité 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 sous différentes orientations en les faisant tourner autour d'un axe vertical. C'était un test de 20 items 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 :

  1. Le participant se voit présenter un objet critère / cible
  2. Le participant doit décider quelles deux options (parmi les quatre présentées) correspondent à l'objet critère / cible

Rotation 2D

Dans certaines versions de l'expérience de rotation mentale, la rotation de forme 2D est testée :

Exemple de stimuli utilisés dans une tâche de rotation mentale 2D en ligne dans Labvanced.

Administration du Test de Rotation Mentale 2D ou 3D

La tâche de rotation mentale dans Labvanced peut être réalisée par :

  1. Administration du test en ligne (pour des études à distance) pour lesquelles le lien d'étude URL peut facilement être partagé avec des participants, ou
  2. Localement sans connexion Internet en utilisant notre application de bureau
  3. 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, cliquez simplement sur le bouton 'participer' pour l'essayer ou 'importer' pour le télécharger dans votre compte afin de l'utiliser comme base de votre expérience :
  4. De plus, des fonctionnalités avancées comme notre suivi oculaire basé sur la 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 les expériences de rotation mentale, notamment :

  • Intelligence
  • Organisation
  • Raisonnement
  • Cognition Spatiale
  • Perception Visuelle

Lorsqu'il s'agit de faire correspondre deux images identiques, les processus cognitifs suivants sont impliqués dans le test de rotation mentale :

  1. Prétraitement perceptuel
  2. Identification / discrimination des stimuli
  3. Identification de l'orientation spatiale des stimuli
  4. Jugement de la parité
  5. Réponse comportementale, c'est-à-dire : sélection / exécution de choix

Ensemble, ces processus permettent à un participant de compléter avec succès une tâche de rotation mentale (Kaltner, S., & Jansen, P., 2014).

Processus cognitifs mesurés par des expériences de rotation mentale, y compris la pensée 3D.

Mesure et Données du Test de Rotation Mentale

  • Précision / Taux d'erreur : l'exactitude globale ou les erreurs effectuées tout au long de la tâche.
  • Disparité angulaire : fait référence à l'angle particulier que le stimulus a par rapport au stimulus référent.
  • Temps non décisionnel : la durée pendant laquelle d'autres processus prennent au-delà de la prise de décision, tels que le codage des stimuli 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 l'exactitude 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, alors des mesures pertinentes comme la durée du regard et les fixations peuvent également être rapportées comme un moyen de comprendre la stratégie de traitement visuel des participants. Un exemple de résultats rapportés en utilisant des données de suivi oculaire dans le contexte de la tâche de rotation mentale comprend le rapport de compte d'exécution (rapport RC) qui est calculé en divisant le nombre moyen de fixations dans les réponses incorrectes par celui 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 2D et 3D, les hommes ont un avantage cognitif (Collins, D. W., & Kimura, D., 1997). Cette découverte a été soutenue par une étude de métasynthèse 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 de sexe dans la littérature psychologique (Zell, E., Krizan, Z., & Teeter, S. R., 2015).
  • Anxiété spatiale / confiance en soi : En lien avec le point ci-dessus, une autre étude a trouvé que les différences de sexe / genre prononcées 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).
  • Latéralisme : Bien que moins frappant que la confusion du sexe, le latéralisme 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, le latéralisme joue un rôle dans la facilitation lorsque les images présentées correspondent à la main dominante (Jones et al., 2021).

Usages des Scores MRT

Comme les objectifs d'étude peuvent varier, voici les utilisations les plus courantes des scores obtenus à partir des tests de rotation mentale :

  1. Description des compétences spatiales des participants : pour quantifier un aspect des compétences et du raisonnement spatiaux.
  2. Comparaison de la cognition au sein des groupes : pour quantifier et comparer les processus cognitifs liés au MRT entre deux groupes, comme des participants dyslexiques contre des témoins.
  3. Résultat de traitement : là où le principal objectif est l'effet du traitement et de l'intervention, le MRT peut être utilisé comme mesure pour quantifier des changements spécifiques liés au traitement cognitif spatial.

Variations du Test de Rotation Mentale

La tâche de rotation mentale est généralement réalisée avec les cubes classiques ou les formes 2D, toutefois il existe certaines variations qui apparaissent dans la recherche et qui valent la peine d'être mentionnées :

  • Différents stimuli visuels : Au lieu de cubes, il est également courant de voir d'autres types de stimuli visuels présentés et tournés dans les expériences de rotation mentale, tels que : lettres, animaux, visages, formes colorées et pseudo-lettres (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 identiques ou non. (Titze, C., Heil, M., & Jansen, P., 2008)

Exemples de rotation mentale dans des expériences psychologiques.

Exemples de Test de Rotation Mentale : Applications & Expériences

Les tâches de rotation mentale sont populaires dans la recherche psychologique car elles sont faciles à mettre en œuvre mais révèlent beaucoup sur les compétences et capacités spatiales. Voici quelques exemples d'applications et d'expériences. ```markdown

Psychologie Développementale & Éducative

  • Développement des capacités spatiales : Des tâches de rotation mentale sont administrées dans des expériences de psychologie développementale afin de comprendre comment les compétences en cognition spatiale évoluent avec l'âge. Un exemple de cela est une étude qui a comparé les performances aux tâches de rotation mentale entre des enfants de 3 ans, de 4 ans et de 5 ans et a montré que les enfants de 3 ans peuvent commencer à effectuer 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 en ligne de 1 semaine avec un entraînement à la rotation mentale pour les enfants de 6 et 7 ans se transfère à des problèmes arithmétiques canoniques. Ce groupe, par rapport à un groupe de contrôle qui a reçu une formation en littératie, a montré une amélioration des performances sur certains problèmes arithmétiques, ce qui pourrait être dû à l'amélioration de la capacité de visualisation et/ou à l'augmentation de la capacité de la 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 avec des capacités visuospatiales améliorées. Cela a été soutenu par des tests cognitifs incluant des tâches de rotation mentale où ce groupe performe plus rapidement. L'avantage cognitif est particulièrement défini pour les formes 3D de haute complexité, par rapport aux stimuli simples ou 2D. Les tendances de recherche actuelles explorent les corrélats neuronaux de cette performance et ont trouvé un fonctionnement occipital et pariétal plus important chez les autistes qui possèdent 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 décisif et la séparation des frontières afin de 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 lent d'accumulation de preuves et à la relative rigidité pour l'ajustement de la séparation des frontières (Feldman, J. S., & Huang-Pollock, C., 2021).
  • Dyslexie : Des tests de rotation mentale, incluant la rotation 2D et la rotation de forme 2D, sont souvent administrés aux patients dyslexiques. Selon le modèle de déficit de coordination fonctionnelle (FCD), les dyslexiques ne peuvent pas décider si des lettres sont des miroirs ou non en raison de l'échec de suppression de la symétrie lorsque le matériel graphémique est présenté, ils ne peuvent donc pas décider si une lettre est un miroir ou non en raison de la cartographie ambiguë entre les représentations graphémiques et phonémiques. Ainsi, en raison de la nature de la tâche, les rotations mentales liées aux miroirs et à la rotation sont des tests pertinents qui peuvent être administrés aux dyslexiques. Comparés aux contrôles / lecteurs normaux, les enfants dyslexiques montrent 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 à mesure que la maladie progresse. Il a été constaté que ces patients ont une performance diminuée sur la tâche de rotation mentale. Des efforts récents ont été réalisés 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 d'Alzheimer montrent des temps de réaction plus longs et une précision plus faible dans les tâches de rotation mentale par rapport aux personnes âgées 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 de trouble cognitif léger (TCL) (Suzuki et al., 2018).

L'utilisation de la TRM en psychologie clinique n'est pas limitée à ce qui précède. Elle a été utilisée pour étudier les capacités spatiales dans une large gamme 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 à leur cœur. Ces expériences sont menées avec des participants sains et neurotypiques afin de comprendre les capacités cognitives spatiales. Une telle étude, menée dans Labvanced, a utilisé la tâche de rotation mentale (en conjonction avec d'autres tâches) afin d'évaluer l'influence de la capacité spatiale sur la représentation temporelle. Les résultats ont montré que des capacités spatiales plus élevées et un apprentissage chronologique conduisent à une meilleure mémoire (Otenen, E., & Kanero, J., 2022).
  • Langue des signes : Un sujet fascinant, car le langage et la cognition se chevauchent dynamiquement, pour les tâches de rotation mentale se situe dans le contexte d'étude de la langue des signes. Une telle étude a démontré qu'il existe une relation positive entre les utilisateurs de la langue des signes et les capacités de rotation mentale (Kubicek, E., & Quandt, L.C., 2020).

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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 alors que la coordination motrice a le potentiel d'influencer les performances.

  • Joueurs de basketball avec une nouvelle tâche de TRM : Dans une étude récente, des joueurs de basketball novices et experts ont été soumis à un nouveau test de rotation mentale. Au lieu des cubes 3D classiques comme stimuli, les participants ont vu six différentes actions de basketball qui étaient rotatives ou en miroir. Les résultats étaient tels qu'il y avait un effet de sexe et un effet d'expertise. Les participants masculins ont résolu plus d'éléments et la performance était meilleure pour les joueurs plus experts. Cette étude ouvre la voie à du matériel stimulant spécifique pour le soutien (Weigelt, M. & Memmert, D., 2020).

Conclusion

La tâche de rotation mentale a une forte présence 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 variations de la tâche de rotation mentale, mais la plupart des expériences utilisent des stimuli en cubes 3D ou 2D.

Références

  1. Arrighi, L., & Hausmann, M. (2022). L'anxiété spatiale et la confiance en soi médiatisent les différences entre sexes/genres dans la rotation mentale. Learning & Memory, 29(9), 312-320.

  2. Cheung, C. N., Sung, J. Y., & Lourenco, S. F. (2020). L'entraînement à la rotation mentale se traduit-il par des gains en compétence mathématique ? Évaluation d'une intervention visuospatiale à domicile. Psychological Research, 84(7), 2000-2017.

  3. Collins, D. W., & Kimura, D. (1997). Une grande différence de sexe sur une tâche de rotation mentale bidimensionnelle. Behavioral neuroscience, 111(4), 845.

  4. Feldman, J. S., & Huang-Pollock, C. (2021). Un nouveau regard sur la cognition spatiale dans le TDAH : Une décomposition du modèle de diffusion de la rotation mentale. Journal of the international neuropsychological society, 27(5), 472-483.

  5. Jones, H. G., Braithwaite, F. A., Edwards, L. M., Causby, R. S., Conson, M., & Stanton, T. R. (2021). L'effet de la latéralité sur la rotation mentale des mains : une revue systématique et une méta-analyse. Psychological Research, 85, 2829-2881.

  6. Kaltner, S., & Jansen, P. (2014). Rotation mentale et performance motrice chez les enfants ayant une dyslexie développementale. Research in developmental disabilities, 35(3), 741-754.

  7. Kubicek, E., & Quandt, L. C. (2021). Une relation positive entre la compréhension de la langue des signes et les capacités de rotation mentale. The Journal of Deaf Studies and Deaf Education, 26(1), 1-12.

  8. Krüger, M. (2018). Les enfants de trois ans ont résolu une tâche de rotation mentale au-dessus du niveau de chance, mais aucune relation linéaire concernant le temps de réaction et la disparité angulaire ne s'est présentée. Frontiers in Psychology, 9, 328248.

  9. Otenen, E., & Kanero, J. (2022). Localiser le passé et le futur : l'influence de la capacité spatiale sur la représentation temporelle. In Proceedings of the Annual Meeting of the Cognitive Science Society (Vol. 44, No. 44).

  10. Razzaque. J., et al. (2024). Aborder la pathophysiologie des déficits de la tâche de rotation mentale (TRM) dans la maladie de Parkinson à l'aide de l'IRMf—Définition des références (P8-3.018). Neurology (Vol. 102., No.17).

  11. Shepard, R. N., & Metzler, J. (1971). Rotation mentale d'objets tridimensionnels. Science, 171(3972), 701-703.

  12. Suzuki, A., Shinozaki, J., Yazawa, S., Ueki, Y., Matsukawa, N., Shimohama, S., & Nagamine, T. (2018). Établir un nouveau système de dépistage pour les troubles cognitifs légers et la maladie d'Alzheimer avec des tâches de rotation mentale qui évaluent la fonction visuospatiale. Journal of Alzheimer's disease, 61(4), 1653-1665.

  13. Thérien, V. D., Degré-Pelletier, J., Barbeau, E. B., Samson, F., & Soulières, I. (2022). Corrélats neuronaux différentiels sous-jacents aux processus de rotation mentale dans deux profils cognitifs distincts dans l'autisme. NeuroImage: Clinical, 36, 103221.

  14. Titze, C., Heil, M., & Jansen, P. (2008). Les différences de genre dans le test de rotations mentales (TRM) ne sont pas dues à la complexité de la tâche. Journal of Individual Differences, 29(3), 130-133.

  15. Vandenberg, S. G., & Kuse, A. R. (1978). Rotations mentales, un test groupé de visualisation spatiale tridimensionnelle. Perceptual and motor skills, 47(2), 599-604.

  16. Weigelt, M., & Memmert, D. (2021). La capacité de rotation mentale des joueurs de basketball experts : Identification des jeux sur le terrain. Research Quarterly for Exercise and Sport, 92(1), 137-145.

  17. Zell, E., Krizan, Z., & Teeter, S. R. (2015). Évaluation des similitudes et des différences de genre à l'aide de la métasynthèse. American psychologist, 70(1), 10.