L'IMAGERIE MENTALE


1. Introduction

Nous sommes tous capables de former des images mentales d'objets ou de scènes, par exemple d'imaginer mentalement un chat ou un ballon de football qui tourne sur lui-même. Il semble que les images que nous formons d'objets ou de situations ressemblent sous certains aspects aux objets et situations réellement perçus. Mais quelles sont exactement les propriétés et les fonctions des images mentales et comment peut-on les étudier scientifiquement? La difficulté d'une telle étude tient à ce que l'imagerie mentale est un phénomène subjectif. A la différence des objets physiques, les images mentales ne sont pas directement et publiquement observables. Leurs propriétés et fonctions doivent donc être inférées. Si quelqu'un nous dit que quand il imagine une pomme, il l'imagine rouge, ronde et brillante, comment pouvons-nous vérifier son affirmation?
Ce n'est que depuis les années soixante que l'on a commencé à mettre au point des techniques expérimentales permettant d'étudier scientifiquement l'imagerie mentale et que l'on a pu commencer à apporter des réponses à des questions telles que:

o L'imagerie mentale est-elle vraiment différente d'autres façons de penser plus abstraites?
o Qu'y a-t-il de commun exactement à l'imagerie mentale et à la perception?
o Les images mentales obéissent-elles aux mêmes lois que les objets physiques?
Nous allons nous concentrer ici sur l'imagerie visuelle et essayer de voir comment on en est venu à dégager cinq principes fondamentaux qui régissent l'imagerie mentale que nous allons examiner tour à tour:

le principe d'encodage implicite
le principe d'équivalence perceptive
le principe d'équivalence spatiale
le principe d'équivalence transformationnelle
le principe d'équivalence structurale
2. Le principe d'encodage implicite


Commençons par donner une définition de l'imagerie mentale:
L'imagerie mentale est l'invention ou la recréation d'une expérience qui sous certains aspects au moins ressemble à une expérience de perception effective d'un objet ou d'un événement, soit en conjonction avec une stimulation sensorielle directe soit en l'absence d'une telle stimulation.
La première question qui se pose est de savoir si les images mentales sont vraiment différentes d'autres types de représentations mentales, comme par exemple les descriptions verbales? Dans la mesure où la plupart des gens disent qu'ils peuvent former des images mentales et que celles-ci ressemblent souvent aux objets physiques réels qu'elles représentent, ce qui n'est pas le cas de descriptions verbales, on ne peut nier la réalité subjective de l'imagerie mentale. La question qui se pose est de savoir s'il existe des données objectives qui montrent que les images sont distinctes de pensées faites de mots ou de phrases.
Une première manière de procéder consiste à essayer de montrer qu'il est nécessaire pour répondre à certaines questions de former une image mentale. Par exemple, Napoléon Ier avait-il une moustache? Quel est l'ordre des couleurs dans un arc en ciel? La plupart des gens disent que pour répondre à ces questions ils doivent d'abord former une image mentale. Toutefois, cela ne suffit pas à établir l'objectivité de l'imagerie mentale puisqu'ici on est obligé de se fier à ce que disent les sujets et l'on sait par ailleurs que les réponses basées sur l'introspection ne sont pas toujours fiables.
Pour avoir une démonstration plus convaincante, il faudrait pouvoir montrer non seulement que les gens ont tendance à donner de meilleures réponses quand ils disent qu'ils ont formé une image mentale, mais encore que la capacité de donner une bonne réponse dépend de la facilité avec laquelle l'information peut être extraite de l'image.
Lee Brooks a inventé une technique pour montrer que l'imagerie mentale est différente des processus verbaux. Dans une de ses expériences, on demandait au sujet d'imaginer une lettre bloc, par exemple un F majuscule et en partant d'un coin donné de la lettre et en allant dans le sens des aiguilles d'une montre, de dire pour chaque coin, s'il était ou non tout en haut ou tout en bas de la lettre (transp. 1). Dans une condition les sujets devaient simplement répondre par oui ou non pour chaque coin successif, dans une autre condition, il devait indiquer du doigt un Y ou un N sur une feuille de réponse, les Y/N étaient arrangés en colonnes une ligne pour chaque coin, et n'étaient pas alignés. Dans la première condition, le temps moyen pour donner les réponses était de 11,3 sec., dans la seconde de 28, 2 sec.
L'interprétation de Brooks est que dans la deuxième condition, les réponses par pointage doivent être guidées visuellement, ce qui crée une interférence avec le maintien et l'utilisation d'une image de la lettre. On peut objecter à cette interprétation que les résultats peuvent aussi s'expliquer tout simplement parce qu'il faut plus longtemps pour pointer la lettre du doigt que pour dire oui ou non. Pour écarter cette objection, Brooks a introduit une deuxième tâche où on lisait a voix haute une phrase au sujet qui devait ensuite, pour chaque mot successif de la phrase, dire s'il s'agissait ou non d'un terme concret. Là encore, il y avait deux conditions: soit répondre par oui ou non, soit indiquer les lettres correspondantes sur une feuille de réponse. Or, dans cette deuxième tâche qui ne fait pas intervenir d'imagerie visuelle, il fallait en moyenne plus longtemps aux sujets (13. 8 sec) pour répondre verbalement que par pointage (9. 8 sec.). Ces résultats supplémentaires ont amené Brooks à conclure que les réponses par pointage interféraient plus avec l'imagerie mentale, tandis que les réponses verbales interféraient plus avec le rappel verbal d'une phrase.
Un autre paradigme expérimental va dans le même sens. Quand on demande aux gens de dire lequel de deux objets est plus grand que l'autre, par exemple un ananas et une noix de coco, ils disent qu'ils imaginent les deux objets côte à côte plutôt que de se servir de descriptions verbales de ceux-ci. Ces comparaisons mentales sont très faciles quand les objets sont de taille très différente, mais deviennent beaucoup plus difficiles quand les objets sont de taille similaire. Il est beaucoup plus facile de dire si un lièvre est plus grand qu'un écureuil que de dire s'il est plus grand qu'un chat. On peut en fait mettre en évidence une relation, dite relation de distance symbolique, entre le temps moyen de réponse et la différence de taille entre les deux objets comparés. Plus la différence de taille est grande, plus le délai de réponse est court. Ce phénomène est difficile à expliquer si l'on suppose que le sujet répond en comparant des descriptions verbales, mais il s'explique facilement si l'on suppose que ce sont des images mentales qui sont comparées.
On peut rendre compte de ce résultat par un principe général qui spécifie le rôle joué par l'imagerie dans la récupération de l'information mémorisée. C'est le principe d'encodage implicite
Principe d'encodage implicite: l'imagerie mentale sert à récupérer des informations sur les propriétés physiques des objets ou les relations physiques entre objets qui n'ont pas été explicitement encodées au préalable. (transp. 2)
Ici, dire que l'information est implicitement encodée signifie que l'information n'a pas été volontairement mémorisée à un moment antérieur.
Pour revenir à un exemple précédent, la raison pour laquelle l'imagerie est utile pour répondre à la question "Napoléon portait-il une moustache?", c'est que cette information n'a pas été apprise comme un fait explicite au sujet de Napoléon. Il en va de même des comparaisons de taille des objets ou des coins des lettres. Ce sont des choses qui en général n'ont pas été explicitement apprises. Autre exemple: combien y-a-t-il de portes dans votre maison?
On peut se demander pourquoi il faudrait faire appel à l'imagerie pour récupérer certaines informations sur l'apparence d'un objet ou sa taille. Il faut bien que ces informations soient déjà stockées en mémoire pour que l'on puisse générer l'image mentale. Toutefois ces informations quoique déjà présentes en mémoire peuvent n'avoir jamais été assemblées de la bonne manière, ce serait alors le rôle de l'imagerie que de procéder à ce rapprochement. Il faut aussi distinguer entre le fait qu'une information soit stockée en mémoire et le fait qu'elle soit immédiatement récupérable. Si l'information n'a pas été explicitement encodée, elle peut n'être pas récupérable en tant que fait connu; dans ce cas l'imagerie joue un rôle essentiel dans sa récupération.
Les phénomènes que nous venons de décrire ont suggéré à Allan Paivio l'hypothèse que nous utilisons en fait deux codes distincts pour représenter, stocker et ensuite récupérer l'information: un code iconique et un code verbal. Les expériences de Paivio ont montré que l'on pouvait utiliser de manière indépendante l'un ou l'autre code pour mémoriser différents types de noms. Les gens ont tendance à utiliser l'imagerie pour mémoriser les noms des objets concrets (table, cheval), mais pas les noms de concepts abstraits (vérité, beauté). L'existence d'un code iconique spécifique permettrait le rappel d'informations sur les objets physiques, alors même que celles-ci n'ont jamais été explicitement codées et mémorisées verbalement.
Les données les plus immédiates en faveur du principe de codage implicite viennent des études sur l'apprentissage incident. Dans ces études on teste la mémoire qu'ont les sujets de faits qu'on ne leur a pas demandé explicitement de mémoriser. Selon le principe d'encodage implicite, l'imagerie mentale pourrait jouer là un grand rôle, en particulier quand il s'agit d'informations concernant des objets physiques et leurs relations. Par exemple, dans une étude de Sheenan, on présentait à des sujets une liste de noms faisant référence soit à des objets concrets soit à des concepts abstraits et on leur demandait d'estimer leur familiarité. Ensuite, passé un certain délai, on présentait à ces mêmes sujets une autre liste de mots, comprenant les mots de la première liste ainsi qu'un certain nombre de mots nouveaux et leur demandait d'indiquer quels étaient les mots qui figuraient déjà dans la première liste. Les sujets se souvenaient beaucoup mieux des noms d'objets concrets que des autres. En revanche, cette différence était beaucoup moins marquée chez d'autres sujets à qui on avait explicitement demandé de mémoriser le plus de mots possibles de la première liste et qui passaient ensuite la deuxième tâche.
(techniques de mémorisation: mnémonique)
Critiques des expérimentations sur rôle de l'imagerie mentale dans la récupération d'informations.
Les résultats cités en faveur du principe d'encodage implicite indiquent que les images mentales sont distinctes des descriptions verbales. Elles suggèrent que les images mentales permettent de représenter l'apparence des objets physiques et leurs relations. Cela pourrait donner à penser que les images mentales fonctionnent vraiment comme des images physiques (des tableaux, des photos, des films). Mais si l'on prend cette analogie en un sens trop littéral, on rencontre de sérieuses difficultés.
Zénon Pylyshyn, un critique de la recherche sur l'imagerie a indiqué que les images mentales diffèrent des images physiques sur certains points importants. En premier lieu, les représentations picturales physiques, doivent toujours être examinées avant d'être interprétées. Une image mentale, au contraire, est toujours formée selon une certaine intention ou interprétation. Si vous vous formez une image mentale de votre meilleur ami, vous n'avez pas besoin d'examiner l'image pour savoir qu'elle représente votre meilleur ami. L'image est déjà interprétée. Un autre problème que rencontre la métaphore picturale est que les images mentales tendent à avoir un sens et à être bien organisées, alors que les images physiques peuvent être fragmentées et dépourvues de sens. Par exemple, jamais une portion arbitraire d'une image mentale ne manque, alors qu'une photo peut être écornée ou un tableau abimé. Il s'ensuit que même si les images mentales peuvent dépeindre l'apparence d'objets physiques, elles n'ont pas seulement des caractéristiques picturales. Elles sont formées en fonction de notre interprétation des choses et peuvent être altérées si cette interprétation change. Les images de vos amis peuvent changer si un jour vous commencer à éprouver des sentiments différents à leur égard. En fait, cette caractéristique qu'ont les images mentales de se modifier dans le temps est partagée par toutes les formes de souvenirs. C'est ce que montrent en particulier les études sur la formation des prototypes, où ce qui a tendance à être rappelé est une sorte d'apparence moyenne d'une classe d'objets. Par exemple, quand on demande à quelqu'un de se rappeler l'apparence d'un berger allemand particulier, Ralph, il ou elle aura tendance à imaginer un berger allemand typique, où les caractéristiques communes de l''espèce mais absentes chez Ralph sont présentes, mais où des détails présents chez Ralph mais atypiques sont absents.
Exemples de la manière dont les interprétations initiales déforment les souvenirs. (transp. 3)
La plupart des chercheurs dans le domaine admettent aujourd'hui que les images ne fonctionnent pas exactement de la même manière que les représentations picturales physiques. La question est plutôt de savoir si les images mentales ont effectivement des propriétés en commun avec les images physiques et si oui lesquelles.
Une objections plus sérieuse à l'encontre du principe d'encodage implicite a été formulés par les partisans des théories propositionnelles. Ces théories se fondent sur l'idée qu'il existe un code unique, un code abstrait propositionnel, qui sous-tend toutes les formes de mémoire. Les propositions ne sont ni visuelles ni verbales, mais spécifient des relations formelles entre les concepts et les propriétés qui leurs sont associées. Par exemple, la phrase, une pomme est rouge serait stockée en mémoire sous la forme d'une proposition abstraite liant ensemble le concept "pomme" et la propriété "rouge". De la même façon, la mémoire que nous avons de l'apparence physique d'une personne seraient stockée sous la forme d'un ensemble de propositions abstraites spécifiant tous les traits de cette personne.
Un argument avancé en faveur de la nécessité d'un codage propositionnel abstrait est que l'information verbale et l'information visuelle doivent être connectées d'une manière où d'une autre. Il serait peu efficace de stocker l'information dans deux codes séparés et de devoir toujours traduire l'un dans l'autre. Il est plus efficace d'avoir un seul code pour l'information mémorisée et de traduire cette information selon un format iconique ou un format verbal selon le besoin. Si on suppose que les théories propositionnelles sont justes, former une image mentale nous aiderait à récupérer de l'information stockée en mémoire non pas parce que la structure de l'image, ses propriétés visuelles et spatiales sont cruciales pour la récupération de l'information, mais simplement parce que l'image rend les propositions pertinentes plus facilement accessibles par le processus de récupération. Par exemple, imaginer deux objets en interaction peut nous aider parce que cela établit un plus grand nombre de propositions reliant les deux objets et non parce que les propriétés visuelles et spatiales de l'image contribuent directement à la récupération de l'information (format iconique = format économique).
Comment distinguer empiriquement entre les deux hypothèses: l'hypothèse que des propositions sont utilisées pour récupérer de l'information sur un objet et ses propriétés et l'hypothèse que ce sont des images mentales qui sont utilisées?
Des méthodes très astucieuses ont été mises au point par Stephen Kosslyn. Kosslyn a commencé par considérer quelles prédictions différentes on pourrait faire selon qu'on suppose que les processus de récupération en mémoire fonctionnent comme le suggère l'une ou l'autre théorie.
Son raisonnement. Si l'on suppose que l'information est récupérée en examinant les propriétés d'une image, la taille de l'image devrait avoir de l'importance. Si, en revanche, les images ne servent que de points de contact avec les propriétés sous-jacentes pertinentes, la taille ne devrait jouer aucun rôle.
Pour tester son idée, Kosslyn a demandé à des sujets d'imaginer un animal, comme un lapin, côte à côte avec un autre, soit un éléphant, soit une mouche. On demandait ensuite au sujet d'indiquer pour chaque partie du lapin (les yeux, les oreilles, le nez, etc.) si elle se trouvait dans son image. (transp. 4) L'idée de Kosslyn étaient que les parties seraient trouvées plus rapidement si l'animal était imaginé à côté d'une mouche, parce qu'alors la taille subjective de l'image du lapin serait plus grande et les traits plus faciles à détecter. Par contre, si vous imaginez le lapin à côté de l'éléphant, le lapin paraît petit et la résolution des traits plus difficiles à détecter. Un problème potentiel lié à ce type d'expérience, c'est qu'on peut toujours objecter qu'en fait le sujet s'appuie sur sa connaissance propositionnelle de la taille relative des deux animaux. Pour couper court à cette objection, Kosslyn a introduit un contrôle. Dans une condition de l'expérience, on demandait aux sujets d'imaginer le lapin soit avec la mouche soit avec l'éléphant en préservant leur taille relative. Dans une autre condition, on leur demandait d'imaginer un lapin à côté d'un éléphant de la taille d'une mouche ou à côté d'une mouche de la taille d'un éléphant. Si ce qui importe est la taille de l'image et non la taille véritable de l'animal, la détection des parties devrait se faire plus rapidement quand le lapin est imaginé à côté de la mouche dans la première condition et plus rapidement quand il est imaginé à côté de l'éléphant dans la deuxième condition.
C'est précisément le résultat obtenu par Kosslyn. Autrement dit, plus la taille subjective de l'image est grande, moins il faut de temps pour détecter les parties, ceci indépendammant de la taille véritable de l'animal. Les propriétés pictorielles des images mentales peuvent ainsi être utilisées dans le processus de récupération de l'information et peuvent être distinguées des formes abstraites de connaissance propositionnelle sur la taille réelle d'un objet.
En résumé: les expériences décrites jusqu'ici montrent que les images mentales peuvent être distinguées des descriptions verbales et aussi, dans une certaine mesure de propositions abstraites qui pourraient sous-tendre la formation d'une image. La plupart de ces résultats peuvent être expliqués par le principe de l'encodage implicite, qui dit que les images sont particulièrement utiles pour récupérer des informations sur des objets physiques et leurs propriétés lorsque ces informations n'ont pas été explicitement mémorisées. Les données sur l'apprentissage incident constituent des arguments en faveur de ce principe. Toutefois les expériences sur la distorsion des souvenirs montrent que son utilisation a des limites et que les images subissent des transformations considérables à travers le temps.


3. Les caractéristiques visuelles des images mentales


Il est important de distinguer les caractéristiques visuelles des images mentales de leur caractéristiques spatiales. Par exemple, on peut fermer les yeux et avoir conscience de la localisation des objets dans la pièce sans pour autant visualiser leur apparence. En outre, différentes modalités perceptives ont des caractéristiques spatiales. Par exemple, le toucher permet de localiser les objets proches et de connaître leur forme et l'audition permet la localisation des sons, mais ces autres modes perceptifs ne nous donnent pas exactement la même information que la vision. Il y a des propriétés qui ne peuvent être appréhendées que visuellement (comme la couleur) et même les propriétés qui peuvent être appréhendées par plusieurs sens ne le sont pas exactement de la même manière. Par exemple, la provenance des sons peut être identifiée d'où qu'ils proviennent, même si la localisation des sons n'est pas aussi précise que la localisation des objets vus, alors que nous ne pouvons localiser tactilement que les objets qui sont suffisamment proches de nous pour être touchés et que nous ne pouvons localiser visuellement que les objets qui sont dans notre champ de vision et non pas ce qui se passe derrière notre tête.
La question qui va nous préoccuper maintenant est de savoir dans quelles mesure l'imagerie mentale possède les mêmes caractéristiques que la perception visuelle.
Ainsi que nous venons de le dire, une des caractéristiques importantes de la perception visuelle est que le champ de vision est limité. Nous ne voyons clairement les objets que lorsqu'ils occupent une certaine région de l'espace vers laquelle nos yeux sont dirigés (le champ visuel et plus précisément sa région centrale). Existe-t-il un phénomène semblable dans l'imagerie mentale? Si oui, comment le mesurer. Dans ses études sur la variation de taille des objets imaginés, Kosslyn avait observé que quand un animal était imaginé trop près ou d'une taille trop grande, l'image commençait à déborder. Par exemple, imaginez un éléphant au loin, sous un arbre. Il devrait être facile de voir mentalement une image de l'éléphant vu dans on intégralité. Imaginez maintenant que vous vous rapprocher de l'éléphant jusqu'à le toucher. Arrive-t-il un moment où vous ne pouvez plus "voir" mentalement l'éléphant tout entier, où l'image commence à déborder?
Si la taille visuelle à laquelle une image peut être formée est limitée, cela semble avoir deux conséquences. Premièrement, il n'est pas vrai que plus la taille subjective d'un objet est grande, plus il est facile de récupérer de l'information. Si on imagine un objet situé trop près, certains traits de l'objets risquent de tomber hors du champ de l'image. Il semble plutôt qu'il existe une taille optimale de l'objet imaginé, juste en deça du débordement. Deuxièmement, l'existence d'une limite de la taille visuelle d'une image suggère une distinction entre imagerie spatiale et imagerie visuelle. Il devrait être possible d'imaginer la localisation spatiale d'un objet indépendamment de la région particulière qu'il occupe relativement à l'observateur. Une personne peut imaginer que des objets sont situés derrière sa tête par exemple. En revanche, la visualisation semble exiger que l'on regarde mentalement dans la direction de l'objet.
Les données qui précèdent suggére l'existence dans l'imagerie visuelle d'un équivalent du champ visuel de la perception visuelle proprement dite. Kosslyn s'est efforcé de mesurer le champ visuel maximal à l'intérieur duquel un objet peut être imaginé. Il a utilisé la méthode suivante. Dans un premier temps les sujets, placés dans un grand couloir, ont été entraîné à évaluer la distance à laquelle il se trouvaient du mur du fond du couloir. Ensuite, on leur a demandé d'étudier des dessins d'animaux ou de formes géométriques de manière à pouvoir les visualiser mentalement avec précision. On leur a ensuite demandé d'imaginer que les dessins étaient projetés sur le mur, d'imaginer qu'ils avançaient vers le mur jusqu'à ce que l'image déborde et d'estimer à quelle distance du mur cela se produisait (Transp. 5). En utilisant cette technique, Kosslyn a trouvé que le champ visuel dans l'imagerie mentale avait un diamètre d'environ 20-30 degrés d'angle visuel. Si vous tendez les bras devant vous cela correspond à une distance de 15-20 cms entre les deux mains. D'autres techniques expérimentales ont été utilisées pour mesurer la forme du champ visuel dans l'imagerie, celle-ci est en gros ciruclaire. On a donc dans l'imagerie un analogue du champ visuel de la perception visuelle, avec néanmoins deux différences. Premièrement, le champ visuel dans la perception est beaucoup plus étendu avec un angle d'environ 100 degrés; deuxièmement, la forme du champ visuel dans la perception est elliptique et non circulaire.
Kosslyn et d'autres ont également pu mettre en évidence le fait que certaines autres caractéristiques de la perception visuelle avaient des analogues dans l'imagerie visuelle.
Résolution visuelle. On sait que notre pouvoir de résolution visuel est plus faible à la périphérie du champ visuel qu'en son centre. Les psychologues de la perception visuelle ont montré que notre capacité de résolution visuelle en périphérie dépend de la taille des objets et de leur espacement. Il est plus facile de voir un chat qu'une araignée en vision périphérique et il est plus facile de voir une personne toute seule que de la voir au milieu d'une foule. L'utilisation de techniques psychophysiques pour la mesure de la résolution visuelle a permis d'établir des relations précises entre la taille des stimuli, leur espacement, et la capacité de résolution en vision périphérique. Kosslyn et Finke ont adapté ces techniques pour la mesure de la résolution dans l'imagerie mentale et on pu mettre en évidence des relations similaires entre la taille et l'espacement des objets imaginés et la capacité de résolution en périphérie.
Effet oblique: c'est un phénomène bien connu des psychologues de la vision. Dans une grille de barres parallèles, notre pouvoir de résolution est plus faible lorsque les barres sont obliques que lorsqu'elles sont verticales ou horizontales. Autrement dit, pour des barres de même épaisseur, les barres cessent d'être distinguables à une distance moindre lorsqu'elles sont obliques que lorsqu'elles sont horizontales et verticales. Cet effet oblique a également été mis en évidence dans l'imagerie mentale. (transp. 6)
Dans les expériences de ce type, pour vérifier que les résultats ne sont pas biaisés par les connaissances préalables des sujets, on décrit les procédures à un groupe-témoin sans leur demander de faire eux-mêmes l'expérience mais en leur demandant de prédire quels en seront les résultats. L'existence de différences entre les résultats prédits par ces témoins et les résultats observés chez les sujets proprement dits permet d'écarter l'hypothèse que les sujets répondent en fonction de ce qu'ils pensent qui va se passer et non pas en fonction de ce qui se passe véritablement dans l'imagerie mentale.
Ces résultats permettent d'énoncer le principe suivant:

Principe d'équivalence perceptive: l'imagerie est fonctionnellement équivalente à la perception dans la mesure où des mécanismes similaires sont activés dans le système visuel aussi bien quand des objets ou événements sont imaginés que quand ils sont effectivement perçus.

Des études en neurophysiologie de la vision ont montré que certaines cellules du cortex visuel sont spécialisées dans la détection de traits spécifiques, barres dotées d'une certaine épaisseur et orientation, bords ayant une certaine orientation (transp. 7). Les cellules qui ne sont activées que par des barres épaisses ne permettent pas une résolution fine. Ces types de cellules reçoivent la plus grande partie de leur information de cellules situées en périphérie de la rétine, cela expliquerait pourquoi notre pouvoir de résolution est plus faible en périphérie qu'au centre du champ visuel. De la même façon , on pense que l'effet oblique est lié au fait que la population de cellules spécialisées dans la détection de barres obliques est beaucoup plus réduite que les populations de cellules spécialisées dans la détection de barres verticales ou horizontales. Or, si ce sont les mêmes unités neuronales qui sont activées dans l'imagerie motrice, cela expliquerait pourquoi on retrouve les mêmes phénomènes dans l'imagerie.
Il faut toutefois se demander à quel niveau se situent les équivalences apparentes entre perception et imagerie visuelles. Est-ce que ces équivalences se retrouvent dès les premières étapes du traitement de l'information visuelles? Par exemple, est-ce que les cellules de la rétine qui sont activées dans la perception visuelle le sont aussi dans l'imagerie visuelle? Si c'était le cas, on aurait une équivalence complète. Un moyen de déterminer ce qu'il en est est d'étudier si l'on trouve dans l'imagerie mentale certains phénomènes similaires à des effets dont on sait à quel niveau de traitement de l'information ils se produisent dans la perception visuelle.
Il existe certains effets appelés effets consécutifs dont on sait qu'ils sont liés à des mécanismes rétiniens. C'est le cas des images consécutives colorées. Cet effet se produit lorsque les photorécepteurs de la rétine sont fatigués. Par exemple, si vous fixez pendant plusieurs minutes un cercle rouge en faisant attention à garder le regard fixe et que vous regardiez ensuite une feuille blanche, vous remarquerez une image consécutive assez pâle d'un cercle vert. Les photorécepteurs de la rétine sont connectés de manière telle que les couleurs complémentaires sont appariées, le vert étant le complémentaire du rouge. Une image consécutive négative verte se produit quand une figure rouge est observée et inversement quand il s'agit d'une figure verte. Supposons qu'une personne imagine un cercle rouge, y aurait-il une image mentale consécutive d'un cercle vert? Des études ont été faites sur la base de ce paradigme. Certaines personnes mais non toutes disaient voir une image consécutive. Le problème était que ceux qui disaient voir l'image consécutive connaissaient préalablement l'existence de cet effet. Pour avoir des résultats plus concluants, d'autres expérimentateurs ont utilisé un autre effet consécutif moins connu. L'effet se produit quand on observe en alternance des grilles colorées de couleur et d'orientation opposées, par exemple une grille de barres horizontales noires et rouges en alternance avec une grille de barres verticales vertes et noires. Après avoir observé ces grilles pendant plusieurs minutes, on voir des images consécutives négatives quand on regarde une grille de barres noires et blanches. La particularité remarquable de cet effet est que ces images consécutives sont fonction de l'orientation. Si la grille en noir et blanc est placée de manière à ce que les barres soient horizontales, on voit des barres vert pâle, si la grille est tournée de 90 degrés, on voit des barres rouges pâles. Une autre caractéristique remarquable de ces images consécutives est que contrairement aux images consécutives normales qui disparaissent après une minute ou deux, elles peuvent persister pendant plusieurs jours. Comme cet effet est très peu connu, les résultats ne risquent pas d'être faussés par la connaissance préalable de l'effet. Les résultats obtenus lorsque ce paradigme est utilisé pour l'imagerie mentale montrent l'absence d'effets consécutifs.
Une autre étude a également montré que l'imagerie mentale ne donne pas lieu aux phénomènes d'adaptation sélective observés dans la perception visuelle. Si on demande à un sujet de fixer pendant plusieurs minutes une grille horizontale et qu'ensuite on lui présente des grille très faiblement contrastée, on observe qu'à contraste égal, les grilles d'orientation différente sont plus facilement détectées que des grilles de même orientation. Si, en revanche, on demande à un sujet d'imaginer visuellement une grille horizontale ou verticale pendant plusieurs minutes et qu'ensuite on lui présente visuellement des grilles faiblement contrastées, le phénomène d'adaptation sélective ne se produit plus et, à contraste égal, les grilles d'orientation différentes ne sont pas plus facilement détectées.
Il s'ensuit que perception et imaginerie visuelles ne sont pas équivalentes aux niveaux inférieurs de traitement de l'information visuelle où la détection et l'analyse des traits élémentaires a lieu. Les correspondances entre imagerie et perception visuelles se produisent à des niveaux ultérieurs du traitment visuel. Apparemment, les équivalences concernent plus la manière dont les traits visuels sont associés que l'adaptation des analyseurs de traits
Interférence entre imagerie et perception
Si vous formiez une image mentale d'un objet juste avant que celui-ci ne soit présenté visuellement, l'image influencerait-elle votre capacité à percevoir l'objet. L'imagerie facilite-t-elle la perception visuelle ou bien lui fait-elle obstacle?
Certaines expériences de Martha Farah suggèrent qu'imaginer mentalement des lettres de l'alphabet qui correspondent à des lettres visuellement présentées peut faciliter leur détection. Elle demandait à ses sujets d'imaginer soit un H, soit un T. Ensuite l'une des deux lettres était présentée pendant l'un ou l'autre de deux intervalles consécutifs d'observation. La tâche des sujets était de dire pendant lequel des deux intervalles une lettre avait été présentée. En outre, les sujets devaient imaginer la lettre dans une partie de l'écran. Les résultats indiquent que par rapport à un groupe témoin qui n'avait pas reçu de consigne d'imagerie, la détection par les sujets était facilitée quand la forme et la localisation de la lettre imaginée correspondaient à celles de la lettre effectivement présentée, mais qu'au contraire les réponses étaient moins bonnes que celles des groupes témoins lorsque la forme ou la localisation de la lettre présentée était différente de celle de la lettre imaginée. Cela va dans le sens de l'hypothèse d'une anticipation perceptive, former une image mentale d'un objet devrait faciliter la détection de l'objet quand l'image et l'objet correspondent.
On peut aussi mettre en évidence des effets d'interférences négatives. Dans des expériences, on présentait à des sujets des formes géométriques ou des sons très atténués tout en leur demandant d'imaginer d'autres objets ou sons. Les résultats indiquent que l'affaiblissement de la sensibilité perceptive est maximal quand la modalité de l'image est la même que celle du stimulus présenté. Par exemple, il était plus difficile aux sujets de détecter une forme géométrique très pâle pendant qu'ils imaginaient une scène visuelle que pendant qu'ils imaginaient une sonorité familière.
En résumé, les images mentales ont de nombreuses caractéristiques visuelles en commun avec la perception visuelle effective d'objets et d'événements: existence d'un champ visuel, contraintes de résolution. Elles fournissent des contextes qui influent sur la perception de manière similaire aux contextes visuels effectifs. Le principe d'équivalence ne s'étend toutefois pas à tous les niveaux de traitement visuel, mais vaut seulement pour les niveaux supérieurs où se produisent les associations de traits visuels.


4. L'équivalence spatiale.

Un bon nombre des études que nous avons examinées jusqu'à maintenant suggèrent que les images mentales ont une "étendue spatiale", elles ont une certaine taille, elles peuvent déborder si elles deviennent trop grandes et les objets ont une position déterminée dans l'image.
Le principe d'équivalence spatiale concerne la fidélité avec laquelle les relations spatiales entre les objets et leurs parties sont préservées dans une image:

Principe d'équivalence spatiale: L'arrangement des éléments d'une image mentale correspond à la manière dont les objets ou leurs parties sont arrangés sur des surfaces physiques réelles (figures bi-dimensionnelles) ou dans un espace physique réel (objets tridimensionnels).

Le principe demande que les images mentales, comme une surface physique soient spatialement continues. Autrement dit, les distances relatives doivent être représentées dans l'image elle-même; les points intermédiaires entre deux points d'une surface imaginée doivent être représentés.
De quelles données dispose-t-on en faveur de ce principe? Les études les plus poussées sont celles de Stephen Kosslyn. Dans une de ses études, Kosslyn avait demandé à ses sujets de mémoriser une carte d'une île comportant sept points de repère (une hutte, un puits, une marre, une plage, etc. ) situés à des distances différentes les uns des autres (Transp. 8). Sur une carte réelle, le temps nécessaire pour passer visuellement en continu d'un lieu à l'autre dépend de la distance entre deux lieux. Qu'en est-il lorsque la carte est imaginée mentalement? Pour répondre à cette question, Kosslyn a demandé à ses sujets d'imaginer un des lieux sur leur carte (le puits) et ensuite d'imaginer une petite tâche noire se déplaçant en ligne droite de ce lieu vers un autre. Parfois, on leur demandait d'imaginer le point se déplaçant vers un lieu qui n'était pas sur la carte, parfois vers un lieu qui était sur la carte. S'ils pouvaient trouver l'endroit, ils devaient appuyer sur un bouton. Les résultats indiquent que pour tous les lieux indiqués sur la carte le temps de réponse était proportionnel à la distance entre ce lieu et le lieu de départ.
Le même type d'expérience a été fait par Pinker mais avec un espace tridimentionnel. On montrait au sujet cinq petits animaux en plastique suspendus par des fils à l'intérieur d'un cylindre en plastique transparent. Les animaux étaient positionnés de telle sorte que leur distance les uns vis-à-vis des autres dans l'espace tridimensionnel ne corresponde pas à leur distance sur une projection bidimensionnelle sur un plan perpendiculaire à la ligne de regard de l'observateur. Après avoir laissé le sujet étudier la position des objets, on les ôtait et on procédait au même test que dans l'expérience précédente. Les résultats indiquent que le temps de réponse est proportionnel à la distance entre les objets dans l'espace tridimensionnel et non proportionnel à leur distance dans la projection bi-dimensionnnelle. (transp. 9)
Critiques de ces expériences
Est-ce que le temps nécessaire pour parcourir l'image reflète nécessairement des propriétés spatiales inhérentes à l'image? Zénon Pylyshyn a critiqué cette interprétation et proposé une autre explication. Selon lui, les résultats de cette expérience reflètent la connaissance tacite que nous avons de la manière dont les distances particulières sont censées être parcourues: nous savons que plus grande est une distance, plus long le temps nécessaire pour la parcourir. Selon lui, dans les expériences précédentes, les temps de réponse s'accroissent avec la distance non pas parce que l'imagerie existe dans un médium spatial, mais parce que les sujets font intervenir leur connaissance tacite du rapport entre distance et temps de parcours. Pylyshyn cite en faveur de son interprétation d'autres résultats expérimentaux obtenus par Shannon. Shannon utilisait le même matériel que Kosslyn, mais demandait seulement aux sujets d'indiquer la position d'un point de repère par rapport à un autre (nord, sud, etc.). Dans ce cas leur temps de réponse n'était pas lié à la distance entre lieux. En outre, d'autres sujets à qui on demandait de prédire le temps nécessaire pour le parcours mental sans eux-mêmes effectuer mentalement le parcours étaient capables de prédire correctement les réponses. Ceci semble suggérer que nous avons bien une connaissance tacite nous permettant d'estimer le rapport entre temps et distance et que nous n'avons pas besoin pour cela de parcourir mentalement une carte. Ceci suggère que les expériences ne montrent pas que les images mentales ont des propriétés spatiales et que le parcours de cartes mentales n'est pas une procédure normale, mais simplement un artefact de la consigne expérimentale.
Pour contrer ces objections et montrer que le temps d'inspection reflètent des caractéristiques spatiales inhérentes à l'image mentale, il faudrait montrer qu'il nous arrive spontanément de parcourir des cartes mentales, sans en avoir reçu la consigne.
Expérience de Finke et Pinker. on montre au sujet une configuration aléatoire de 4 points pendant cinq secondes. Après un intervalle d'une seconde on leur montre une flêche pointant dans une direction (La flêche peut apparaître n'importe où. Les sujets doivent dire si la flêche pointe ou non en direction d'un des points de la configuration qui vient d'être vue. (transp 10)
Dans cette tâche, on ne demande pas du tout aux sujets de former une image mentale et pourtant leur temps de réponse varie en proportion de la distance entre la flêche et le point et quand on les interroge la plupart disent voir formé une image mentale. En outre, le temps de présentation est trop court pour leur permettre de calculer explicitement la distance de la flêche au point quand ils ne savent pas d'avance sa position. Il ne leur est donc pas possible de se baser sur ces calculs pour faire intervenir une connaissance tacite de la distance. Cela suggère que l'inspection des images mentales est la stratégie que nous utilisons lorsque nous devons estimer les directions entre élements dont nous n'avons pas explicitement encodé les positions relatives.
Les cartes cognitives.
Tout cela suggère que les images mentales pourraient nous servir de cartes cognitives nous permettant de nous orienter spatialement. Quand les gens doivent se rendre d'un endroit à un autre, ils sont souvent capables d'imaginer la route la plus directe. Si les images préservent les caractéristiques spatiales de notre environnement, il devrait être possible de les utiliser pour trouver des raccourcis. Des expériences de Levine ont testé cette hypothèse. L'expérimentateur apprenait à des sujets qui avaient les yeux bandés à se déplacer le long d'une route reliant cinq points dans une grande pièce, la route étant conçue de telle sorte qu'arrivé à chaque point, ils devaient changer de direction. Les sujets étaient ensuite placés à l'un des cinq points, on les orientait soit en direction du point précédent soit en direction du point suivant (on le leur disait) et l'on leur demandait de se rendre directement en un autre point (par exemple sujet placé en 5, face à point 4 et devant se rendre directement à point 2). Le résultat important est que les sujets pouvaient se rendre avec autant de précision d'un point à l'autre que la route soit nouvelle ou que la route ait déjà été empruntée. Ce qui suggère qu'ils avaient formé une carte cognitive de leur environnment et l'utilisaient pour s'orienter.
Toutefois cas de distorsion des cartes
En résumé, le principe d'équivalence spatial est bien étayé par les données sur l'inspection des images mentales et sur l'utilisation de cartes cognitives. En général les relations spatiales entre objets sont préservées dans les images, quoiqu'elles puissent par fois recevoir des distorsions. La structure spatiale des images vaut aussi pour la troisième dimension. Quoique l'inspection d'images ait été surtout utilisée pour mesurer les distances qui sont représentées dans les images, elle permet également de juger les relations spatiales qui n'ont pas été précédemment apprises de manière explicite.


5. Transformations des images mentales


Jusqu'ici nous avons considéré des images mentales statiques, mais l'imagerie mentale peut aussi être utilisée de manière dynamique. Nous pouvons imaginer des objets qui se déplacent, des événements qui se déroulent et des formes qui changent de forme et de couleur. L'un des aspects de l'imagerie dynamique qui a été le plus étudié st ce qu'on appelle la rotation mentale (Shepard et Metzler, 1971). Essayez de vous imaginer un P à l'envers, la plupart des gens disent qu'ils commencent par imaginer un P dans sa position normale et qu'il font tourner mentalement la lettre.
Dans les expériences de Shepard et Metzler, on présentait aux sujets des dessins en perspective d'une paire d'objets tri-dimensionnels constitués de petits cubes. Les objets d'une paire soit avaient la même forme soit étaient des images en miroir l'un de l'autre et leur orientation pouvait différer dans le plan de l'image soit en profondeur. La tâche des sujets était de vérifier si les objets avaient ou non la même forme (transp. 11). La prédiction de Shepard et Metzler était que quand les deux objets n'avaient pas la même orientation, les sujets devaient imaginer faire tourner l'un des deux pour l'aligner avec l'autre et pouvoir comparer leur forme, ils postulaient que le temps nécessaire pour donner la réponse serait fonction de la distance angulaire entre les deux objets de la paire. Les résultats de l'expérience indiquent que le temps nécessaire pour juger si les deux formes étaient équivalentes s'accroissait en proportion directe de la différence angulaire entre les formes, que la rotation ait lieu dans le plan de l'image ou en profondeur.
Deux implications importantes de ces résultats:
(1) La proportionnalité de l'accroissement des temps de réponse indique que la rotation mentale s'effectue à vitesse constante.
(2) Le fait que le temps soit le même que la rotation ait lieu dans le plan de l'image ou en profondeur indique que ce sont des objets tridimensionnels qui sont manipulés et non des projections bi-dimensionnelles de ces objets.
Ces résultats suggèrent que la rotation mentale ressemble à la rotation réelle d'objets concrets et amène à énoncer un quatrième principe de l'imagerie mentale.

Principe d'équivalence transformationnelle: les transformations imaginées et les transformations physiques manifestent des caractéristiques dynamiques correspondantes et sont gouvernées par les mêmes lois du mouvement.

Ce principe conduit à un certain nombre de prédictions supplémentaires qui ont été testées au moyen du paradigme de la rotation mentale.
(1) Les rotations mentales devraient être des rotations d'objets entiers pris en bloc. Autrement dit, elles devraient être holistiques au lieu d'être accomplies de manière fragmentaire, morceau par morceau.
(2) Les rotations mentales ne devraient pas dépendre de la complexité de l'objet et de la configuration
Ces prédictions ont été testées et vérifiées
(3) Les transformations mentales comme les transformations physiques devraient être continues et non s'effectuer selon un ensemble d'étapes discrètes. Elles devraient passer par tous les points intermédiaires de la trajectoire de transformation.
Cette prédiction a été testée par Cooper. Il s'est servi de sujets dont la vitesse individuelle de rotation avait été mesurée dans des expériences précédentes. On montrait à ces sujets des polygones dans une de six orientations. Dès que l'image disparaissait ils devaient commencer à faire tourner les polygones mentalement. Après un certain temps on présentait un polygone à une autre orientation. Les sujets devaient indiquer si c'était le même ou non. Le temps de réponse était fonction de la différence angulaire entre nouveau polygone et position du premier polygone que les sujets avaient fait tourner mentalement.
Les transformations mentales ne se limitent pas à des rotations. On peut également faire des expériences avec des polygones de forme semblable mais de taille ou d'orientation différente. Les temps de réponse s'accroissent avec la différence de rapport de taille entre les deux polygones à comparer. Autrement dit, il semble que pour les comparer, les sujets doivent d'abord mentalement réduire ou augmenter la taille de l'un des deux polygones.
Le même type de relation s'observe dans les changements de formes et les changements de couleurs.
Quelques exceptions à la règle. Quand les objets sont des patterns complexes avec lesquels les sujets ne sont pas familiarisés, le temps de rotation peut être plus lent au début; mais une fois le pattern connu, la complexité n'intervient plus. (transp. 12) Des contraintes biomécaniques interviennent dans certains types de rotations qui utilisent des parties du corps. Dans une expérience de Parson, on montrait des dessins soit de la paume soit du dessus d'une main, il fallait dire s'il s'agissait d'une main droite ou d'une main gauche. Les sujets disent que pour identifier la main dont ils s'agit, ils doivent imaginer une rotation de leur propre main pour l'aligner avec le dessin. Leur temps de réponse s'accroit donc avec la distance angulaire. Toutefois, le temps de réponse dépend aussi de la facilité avec laquelle leur main peut être tournée à l'angle désiréeé. Une rotation où la main peut pivoter naturellement depuis le poignet est plus rapide qu'une rotation de même distance angulaire qui demande un mouvement non naturel de la main. (transp. 13)
L'inertie représentationnelle dans les transformations imaginées.
Si le principe d'équivalence transformationnelle est valide, on peut s'attendre à ce que les propriétés inertielles des corps en mouvements soient aussi incorporées dans les transformations imaginés. Est-ce que les mouvements imaginés acquièrent une inertie et est-ce que cette inertie représentée obéit aux mêmes lois que l'inertie physique réelle?
Expérience de Finke.
On présente aux sujets trois vues successives d'un rectangle en rotation en leur demandant de mémoriser la dernière position. On leur présente ensuite une vue du rectangle qui peut soit correspondre à la dernière position vue soit en différer par une petite rotation dans le même sens ou en sens inverse de la rotation vue. (transp. 13)
L'hypothèse des expérimentateurs est que les sujets devraient avoir plus de mal à rejeter le rectangle qui présente une petite rotation supplémentaire dans le même sens que celui qui présente une rotation en sens inverse. Le résultat prédit est vérifié.
Même chose mais avec accélération ou décélération constante de la rotation, suggérée en faisant varier le temps entre présentation successive des stimuli. La marge d'erreur est fonction de la vitesse supposée du mobile en fin de parcours.
En conclusion, comme les transformations physiques réelles, les transformations imaginées semblent être holistiques et continues et manifester des caractéristiques inertielles. Les transformations imaginées correspondent à toute une variété de transformations physiques, y compris taille, couleur, forme. Elles prennent également en compte les contraintes biomécaniques des mouvements des parties du corps.


5. Principe d'équivalence structurelle: la structure des images mentales correspond à celle des objets réels perçus, en ceci que la structure est cohérente, bien organisée (les relations entre les parties d'un objet sont préservées) et peut être réorganisée et réinterprétée.
Les données en faveur de ce principe viennent principalement d'études sur la synthèse mentale et sur la reconnaissance des formes émergentes dans l'imagerie. (transp. 14)


6. Conclusion


Nous avons essayé de présenter les principes qui sous-tendent l'imagerie mentale. De ce que nous avons dit il ressort que les principes ont souvent une valeur écologique. Un grand nombre des lois qui gouvernent les propriétés des objets naturels et leurs mouvements ont été internalisées dans les structures mentales des organismes vivants. Ceci confère un avantage écologique très important dans les interactions avec le monde physique.
Applications pratiques de l'imagerie mentale

Raisonnement et résolution de problèmes: Il existe de nombreux problèmes de raisonnement, où l'imagerie mentale peut produire des raccourcis.
ex. Tom est plus grand que Sam
John est plus petit que Sam
Qui des trois est le plus grand?
Mary est plus sympa que Suzan mais Jane n'est pas aussi sympa que Mary. Qui est la plus sympa des trois?
Permet également simulation de problème physiques, par exemple, le Problème du moine
Un moine décide de gravir une montagne pour aller méditer au sommet. Il part un matin et arrive en fin d'après-midi, après s'être arrêté en chemin pour se reposer. Il passe la nuit à méditer. Le lendemain matin il redescend la montagne par le même chemin et arrive en début d'après-midi. Le moine s'est-il trouvé au même point du chemin au même moment de la journée chacun des deux jours. La solution est facile si on fait une simulation mentale du moine marchant.
applications thérapeutiques
désensibilisation; traitement des phobies
entraînement mental chez les athlètes

Références


Block, N. (éd) (1981) Imagery. Cambridge, Ma, MIT Press.
Denis, M. (1989). Image et Cognition. Paris, PUF.
Kosslyn, S. M. (1980). Image and Mind. Cambridge, Ma, Harvard University Press.
Kosslyn, S. M. (1994). Image and Brain. Cambridge, Ma, MIT Press.
Tye, M. (1991), The Imagery Debate. Cambridge, Ma, MIT Press.